在治疗1型糖尿病的研究打开潜在的突破

为全球超过7亿人患有1型糖尿病,让宿主免疫系统容忍植入体内细胞的存在会改变你的人生。

莱斯大学生物工程师Omid Veiseh和合作者确定新生物材料配方,可以帮助打开页面1型糖尿病治疗,打开门更可持续,长期的、自我调节的方式来处理这种疾病。

为此,他们开发出一种新的检测技术,包括标记库中的每一个生物材料配方的数百独特的“条形码”植入他们生活主题。

根据这项研究自然生物医学工程,使用海藻酸的配方来封装人类体内胰岛细胞提供长期的糖尿病小鼠血糖水平控制。导管涂有另外两个没有阻塞的高性能材料。

“这项工作是出于一个主要的未满足的需求,“Veiseh说,水稻生物工程助理教授和癌症预防和得克萨斯研究所的学者。“在1型糖尿病患者,身体的免疫系统攻击胰腺的胰岛素生产细胞。这些细胞杀死,病人失去了来调节血糖的能力。”

几十年来,科学家对困难Veiseh所说的“圣杯”目标住房胰岛细胞在多孔基质制成的防护材料,使细胞获得氧气和营养不受到宿主的免疫系统。

然而,与最佳的生物相容性材料证明很难发现,部分是由于检查约束。一方面,免疫系统响应给定植入生物材料只能在现场评估主机。

“问题是身体内的免疫反应需要调查这些糖尿病老鼠,不是试管Boram Kim说,“一个研究生在Veiseh实验室和该研究研究。“这意味着如果你想屏幕这些数以百计的海藻酸分子,那么你需要数以百计的动物测试对象。我们的想法是屏幕数以百计的生物材料在同一时间,在同一测试主题”。

另一方面,不同的生物材料配方是一样的,从而无法确定高性能的缺乏某些重要的特征。这使得测试多个生物材料每个主机是不可行的。

“他们是不同的材料,但他们看起来一样,“Veiseh说。”,一旦植入人体的实验对象然后再取出,我们无法区分材料和我们将无法识别哪些材料配方效果最好。”

为了克服这些限制,Veiseh和合作者想出了一个方法标记每个海藻酸配方独特的“条形码”,允许他们识别那些表现最好。

“我们成对每个修改生物材料与人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)从不同的捐赠,”金说。

“HUVEC细胞,因为它们来自独特的捐助者,作为一个条码,让我们告诉最初使用什么材料,“Veiseh补充道。“赢家的活细胞在他们。一旦我们发现他们,我们这些细胞的基因组测序,发现材料搭配它。我们发现最大的打击。”

试验进行了胰岛细胞干细胞在糖尿病患者中使用。然而,目前胰岛治疗需要免疫抑制,使其征税的方式治疗1型糖尿病。

“目前,为了使用移植胰岛细胞在糖尿病患者中,你必须抑制整个免疫系统,就像如果你是想做一个器官移植,“Veiseh说。”,有很多并发症对患者。”

“他们可能罹患癌症,他们不能抵抗感染,所以,对于绝大多数的患者,最好做自己注射的胰岛素治疗。用这个biomaterial-encapsulation策略,不需要免疫抑制。”

将实际HUVEC细胞在生物材料胶囊的可能性增加宿主的免疫系统会检测一个外国的存在。这使得实验更加健壮的不仅仅是测试单独免疫反应的生物材料。

“我们想测试这些材料的库,与细胞内珠的选择压力,使材料很难不被免疫系统发现,“Veiseh说。“有很多利益的胰岛细胞制造商能够摆脱免疫抑制,而使用这些海藻酸凝胶矩阵保护植入细胞。”

新的高通量“条码”的方法可以部署到屏幕其他医疗应用程序使用更少的测试对象。

“实际上提要到很多其他的项目在我的实验室里,我们正在做生物生产从细胞为其他疾病迹象,“Veiseh说。“同样的修改可应用于所有类型的材料,进入身体。这不是局限于细胞移植。我们开发的技术可以搭配很多不同的设备概念。”

“例如,一些糖尿病患者用药时胰岛素使用自动泵系统。泵上的导管系统已经取代每隔几天,因为他们被堵塞。我们能够与这些新材料表明,涂层导管预防堵塞。”

“有了这个新的细胞条码技术,生物材料的研究得到了前所未有的提高,将加速翻译临床适用的产品,并使其更便宜,”穆Oberholzer博士说,移植外科医生,在弗吉尼亚大学的生物工程师。

“这是一个真正的范式转变。通过这种方法,我们现在可以筛选成百上千的生物材料,并选择那些人体并不拒绝。我们可以保护细胞移植的攻击免疫系统,而不需要免疫抑制药物,”Oberholzer补充道。

水稻生物工程教授,现任NuProbe美国前任首席执行官David Zhang指出,“高通量DNA测序已彻底改变了许多生物医学领域。”

“我很高兴与Omid使改善生物材料使用的发展我的团队在DNA测序方面的专长,”张补充说,他是一个研究员格兰特。“这些改善生物材料可以使耐用植入细胞疗法作为药物的工厂生活,并能产生积极的破坏性影响各种慢性病患者。”