"Живые" фабрики лекарств произведут инсулин внутри тела человека

При диабете первого типа больному необходимы постоянные инъекции инсулина. Одно из возможных решений, которое используется с 1999 года и позволяет избавиться от постоянных уколов: пересадка островковых клеток поджелудочной железы от донора.

Однако, когда в организм пациента попадают клетки, производящие столь необходимый диабетику гормон, его иммунная система начинает атаковать чужаков.

Соответственно, трансплантированные клетки нуждаются в защите от внешних воздействий. Учёные из Массачусестского технологического института предлагают использовать для этих целей гибкие "фабрики", которые разместят прямо внутри тела человека.

Они позволят расположенным внутри клеткам не только нормально перенеси трансплантацию и выжить, но и защитят их в ходе дальнейшего функционирования.





3D-модель отдельного устройства, в которое помещаются островковые клетки "под прикрытием".

Иллюстрация D. Anderson et al./Nature Biomedical Engineering.



Инженеры MIT создали для клеток защитную оболочку из эластомера. Пористая мембрана устройства пропускает все необходимые питательные вещества и кислород, а также выпускает инсулин. В то же время размер пор (от 800 нанометров до одного микрометра) не даёт клеткам иммунной системы атаковать, сидящих внутри "нарушителей".

Таким образом, инсулин будет производиться на "фабриках" прямо внутри организма пациента, не будет необходимости делать уколы, а проблема отторжения отпадёт.

Учёные протестировали систему на мышах с диабетом. Опыты показали, что на протяжении 10 недель внедрённые в тела животных имплантаты исправно работали, поддерживая необходимый уровень глюкозы в крови.

В ходе другого эксперимента исследователи попытались вылечить с помощью новой технологии анемию. Для этого они использовали эмбриональные клетки почек человека, которые были модифицированы таким образом, чтобы производить эритропоэтин (EPO) ∎ гормон, стимулирующий появление красных кровяных клеток (эритроцитов). Клетки, спрятанные в "фабрики", выжили в организме мышей на протяжении 19 недель. Это отразилось и на количестве эритроцитов в крови грызунов с анемией.





Учёные протестировали устройства с размерами пор мембраны от 400 нанометров до 3 микрометров. Оптимальным был признан размер от 800 нм до 1 мкм.

Иллюстрация D. Anderson et al./Nature Biomedical Engineering.



Также исследователи выяснили, что клетки внутри таких гибких "фабрик" можно простимулировать определёнными лекарственными препаратами на производство нужных белков. Так, в одном из опытов "спрятанные" в организме мыши клетки производили эритропоэтин только тогда, когда грызун получал антибиотик доксициклин.

Это означает, что новый подход позволит производить нужный гормон или белок внутри организма "по требованию" (только при определённых условиях).

Исследователи MIT называют своё детище "живыми" фабриками по производству лекарств. И хотя пока они изучают возможность лечения с помощью новой технологии только диабета, вполне возможно, что в будущем её можно будет использовать для спасения людей от самых разных хронических заболеваний.


"Идея состоит в том, чтобы создать живую фабрику по производству [нужных] лекарств, которую можно будет имплантировать пациенту, и она будет выделять лекарства по мере надобности", - рассказывает один из авторов разработки Дэниэл Андерсон (Daniel Anderson).


Статья авторов исследования вышла в издании Nature Biomedical Engineering.

Ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о другой любопытной разработке MIT: портативном фармзаводе про производству лекарств. Также мы писали о том, как с целью производства новых лекарств учёным удалось соединить живые и искусственные клетки.