Трансплантация всей поджелудочной железы или изолированных инсулин-продуцирующих бета-клеток – единственная терапия для лечения диабета I типа. Однако нехватка доноров органов ограничивает этот подход лишь несколькими пациентами. Исследователи LMU показали, что бета-клетки генетически модифицированных свиней могут эффективно восстанавливать функцию поджелудочной железы и защищать бета-клетки свиней от иммунного отторжения на животных моделях.
Диабет 1 типа вызван аутоиммунным разрушением бета-клеток, продуцирующих инсулин. Более 250 000 пациентов в Германии страдают диабетом 1 типа, которых лечат ежедневными инъекциями инсулина для поддержания метаболизма глюкозы. Замена разрушенных бета-клеток путем трансплантации либо целого органа поджелудочной железы, либо изолированных бета-клеток человека – единственный эффективный способ вылечить болезнь. Однако из-за нехватки доноров органов этот метод может быть предложен лишь нескольким пациентам. В качестве альтернативного подхода исследователи изучают ксенотрансплантацию, i.е. трансплантация органа от другого вида. Наиболее очевидным препятствием при ксенотрансплантации является сильное иммунное отторжение трансплантата. Группа исследователей под руководством профессора Экхарда Вольфа и профессора Йохена Зайсслера из LMU создала генетически модифицированную линию свиней, бета-клетки которых восстанавливают гомеостаз глюкозы и подавляют иммунную реакцию человека и свиньи. До сих пор эффективность этого подхода была продемонстрирована только на экспериментальной модели мышей. "Будет ли эта стратегия работать на людях, еще предстоит продемонстрировать," говорит профессор Вольф. "Тем не менее, мы считаем этот подход очень многообещающим и планируем дополнительно протестировать его в других условиях."
Диабет 1 типа вызывается аутоиммунной реакцией, которая в конечном итоге приводит к разрушению инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы и обычно проявляется в подростковом возрасте. После этого необходимо вводить инсулин путем регулярных инъекций инсулина. Поскольку инсулинотерапия не может воспроизвести сложную картину физиологически контролируемой секреции инсулина, пациенты подвержены риску гипогликемии, и у многих пациентов развиваются серьезные сосудистые осложнения, такие как инфаркт миокарда или инсульт.
Трансплантация здоровой поджелудочной железы или бета-клеток поджелудочной железы, которые синтезируют инсулин, может представлять собой лучший вариант лечения. К сожалению, доступность донорских органов далеко не соответствует требованиям. За последние несколько лет проведено менее 200 трансплантаций поджелудочной железы. "Свиньи представляют собой возможный альтернативный источник, потому что метаболизм глюкозы у этого вида очень похож на метаболизм у человека," Профессор Зайсслер указывает.
Свиной инсулин отличается от человеческого инсулина только одной аминокислотой и уже несколько десятилетий успешно используется в лечении пациентов с диабетом. Однако клетки свиньи неизбежно вызывают иммунную реакцию, приводящую к разрушению пересаженной ткани. Один из способов избежать этой трудности – заключить чужеродную ткань в биологически инертный материал, проницаемый для инсулина, но не для клеток иммунной системы. Однако недостатком этого подхода является ограниченное поступление кислорода и необходимых питательных веществ к трансплантированным клеткам, что сокращает продолжительность их жизни.
Вольф и его команда выбрали другой путь. Впервые они создали генетически модифицированных свиней, которые специфически экспрессируют белок LEA29Y в бета-клетках. LEA29Y эффективно подавляет активацию класса иммунных клеток, необходимых для инициирования реакции отторжения. Затем исследователи трансплантировали эти клетки мышам, страдающим диабетом, с гуманизированной иммунной системой. Группа Зейслера показала, что эти мыши были способны восстанавливать метаболизм глюкозы и были защищены от отторжения человека и свиней. Как быстро отмечает Вольф, "Пока не ясно, будет ли это работать и на людях. Однако теперь мы попытаемся подтвердить эффекты этого многообещающего подхода с использованием бета-клеток, экспрессирующих иммуномодуляторы, в других моделях трансплантации." (suwe)