Ta eksperymentalna procedura przeszczepu trzustki może wyeliminować konieczność stosowania zastrzyków z insuliną u niektórych osób z cukrzycą. Nie jest to jednak łatwe, dlatego prowadzone są badania nad innymi alternatywnymi metodami przeszczepu komórek wysepek.
Choć ich nazwa może przywodzić na myśl poruszane wiatrem wzniesienia u północnych wybrzeży Szkocji, wysepki Langerhansa lub, jak się je częściej nazywa, "komórki beta-wysp trzustki" są naturalnym magazynem komórek wydzielających insulinę.
To właśnie te komórki ulegają zniszczeniu lub poważnemu uszkodzeniu w cukrzycy typu 1, a w niektórych przypadkach cukrzycy typu 2 występuje ich niedobór. Z powodu braku naturalnego źródła insuliny, hormonu niezbędnego do kontrolowania poziomu cukru we krwi, osoby z cukrzycą typu 1 muszą codziennie przyjmować zastrzyki z insuliny.
Jednak w ciągu ostatniej dekady naukowcy badali i udoskonalali techniki zastępowania komórek beta wysepek w celu przywrócenia naturalnej produkcji i uwalniania insuliny oraz wyeliminowania konieczności stosowania zastrzyków z insuliną u osób z cukrzycą typu 1. Osoby z cukrzycą typu 2, która jest spowodowana innym procesem chorobowym, na ogół nie odniosłyby korzyści z tego typu terapii.
Jedną ze sprawdzonych metod przeszczepiania komórek wyspowych jest transplantacja trzustki - dużego gruczołu (znajdującego się za żołądkiem), w którym żyją komórki beta-islet. Badania wykazały, że przeszczep trzustki może wyeliminować potrzebę podawania insuliny w około połowie przypadków na co najmniej pięć lat.
Jednak ze względu na ryzyko związane z operacją przeszczepu i konieczność przyjmowania leków zapobiegających odrzuceniu przeszczepu po przeszczepie, procedura ta jest przede wszystkim dostępna dla pacjentów, którzy otrzymują również przeszczep nerki z powodu zaawansowanej choroby nerek. Według Amerykańskiego Towarzystwa Diabetologicznego (ADA) jednoczesne przeszczepienie nerki i trzustki u wybranych pacjentów nie zwiększa ryzyka dla pacjenta, może poprawić przeżywalność przeszczepionych nerek i przywrócić prawidłową kontrolę poziomu cukru we krwi.
W wytycznych ADA dotyczących cukrzycy zauważono jednak również, że przeszczep trzustki jest tylko częściowo skuteczny w odwracaniu niektórych poważnych długoterminowych skutków ubocznych cukrzycy. Procedura ta eliminuje problemy z nerkami oraz konieczność codziennego, a czasem wielokrotnego podawania insuliny. Jednak przewlekłe schorzenia, takie jak choroby oczu i nieprawidłowości nerwowe, często nadal stanowią problem u pacjentów po przeszczepie.
W chwili pisania tego artykułu na krajowej liście oczekujących na przeszczep trzustki było 1 389 osób, a na połączony przeszczep nerki i trzustki czekało dodatkowo 2 409 osób, według danych United Network for Organ Sharing (UNOS).
Przeszczep komórek wysepek
Nieco mniej inwazyjną alternatywą dla przeszczepienia trzustki jest przeszczepienie samych komórek wysepek. W tej eksperymentalnej procedurze komórki beta-trzustki są identyfikowane, izolowane i usuwane z trzustek dawców, a następnie wstrzykiwane do żyły głównej połączonej z wątrobą. Wstrzyknięte wysepki trafiają do mikroskopijnych naczyń krwionośnych, zostają otoczone i unieruchomione przez tkankę wątroby. Tam komórki przejmują produkcję i wydzielanie insuliny, skutecznie przekształcając wątrobę w zastępczą trzustkę.
Jednym z problemów związanych z tym podejściem jest fakt, że ludzkich wysepek beta jest niewiele i trudno je znaleźć; w rzeczywistości stanowią one zaledwie 1% wszystkich komórek trzustki (większość pozostałych komórek produkuje i wydziela enzymy wspomagające trawienie). Ponadto niektóre z wysepek są nieuchronnie uszkadzane lub niszczone podczas procesu pobierania, wyjaśnia jeden z badaczy cukrzycy w rozmowie z lekarzem.
"Proces pobierania trzustki, izolowania komórek, a następnie przeszczepiania ich w ciągu jednego dnia jest dość trudny, zwłaszcza gdy weźmie się pod uwagę fakt, że można spędzić cały dzień na próbach wyizolowania komórek i nigdy nie uzyskać wystarczającej ich liczby" - mówi dr Emmanuel Opara, profesor nadzwyczajny na wydziale chirurgii doświadczalnej i asystent profesora na wydziale biologii komórki w Duke University Medical Center w Durham w Karolinie Północnej.
Opara i współpracownicy badają alternatywne rozwiązania dla ludzkich komórek wyspowych, w tym wykorzystanie wysepek pobranych z trzustek świńskich. Chociaż stosowanie narządów zwierzęcych u ludzi jest kontrowersyjne, insulina pochodząca z trzustek świńskich i krowich jest stosowana od wczesnych lat 20. ubiegłego wieku, kiedy to rozpoczęto komercyjną produkcję insuliny; stosowanie insuliny ludzkiej jest stosunkowo nowym zjawiskiem.
Komórki wysepek świni są bardzo podobne pod względem budowy i funkcji do komórek wysepek ludzkich, ale ponieważ pochodzą od zwierzęcia, są postrzegane przez układ odpornościowy pacjenta jako obcy najeźdźcy, który wysyła wyspecjalizowane komórki w celu ich odnalezienia, oznaczenia w celu usunięcia i zabicia.
Aby obejść ten problem, Opara i współpracownicy z Duke opracowali specjalne kule dostarczające lek, zbudowane ze złożonego węglowodanu zwanego alginianem. Kule otaczają lub "zamykają" komórki wysepek i podobno są na tyle porowate, że przepuszczają cukier do krwi i insulinę na zewnątrz, jednocześnie chroniąc komórki wysepek przed działaniem układu odpornościowego. Kule przypominają nieco otwory na strzały używane przez łuczników broniących starożytnych zamków.
Naukowcy z Duke badają również metody zamrażania pobranych komórek wysepek. "Jedną z rzeczy, którymi się zajmuję, jest opracowanie procedur, które umożliwią nam przechowywanie tych komórek w stanie bardzo żywotnym, tak aby w razie potrzeby można było przybliżyć sytuację, w której idziemy do lekarza po receptę [na komórki wysepek], a następnie udajemy się do apteki, aby je odebrać" - mówi Opara.
Oprócz tworzenia rezerw komórek wysepek, technika ta ma korzystny efekt uboczny w postaci zmniejszenia wrażliwości komórek na układ odpornościowy, dzięki czemu mogą one dłużej przetrwać po przeszczepieniu pacjentowi z cukrzycą typu 1" - mówi Opara.
Płytki wysepek, wirusy i komórki macierzyste
Inne zespoły badawcze pracują nad arkuszami komórek wysepek, które są otoczone porowatym tworzywem sztucznym; powstałe w ten sposób arkusze mogłyby teoretycznie pełnić rolę bio-sztucznych trzustek. Jeszcze inne zespoły eksperymentują z wirusami, które mogłyby sprawić, że przeszczepy komórek beta-islet będą bardziej akceptowalne przez układ odpornościowy, co stanowi rodzaj biologicznej technologii "stealth".
Jak donosi "Doctor" z 2001 roku, naukowcy z National Institutes of Health pracują nad nową metodą przywracania produkcji insuliny poprzez nakłanianie embrionalnych komórek macierzystych do przekształcania się w komórki wyspecjalizowane w produkcji insuliny, typu beta-islet. Jeśli technika ta sprawdzi się u ludzi, może stanowić duży przełom w leczeniu cukrzycy, a nawet zastąpić insulinę podawaną w zastrzykach - donoszą naukowcy w numerze czasopisma Science z 26 kwietnia.
Ponieważ jednak nowo wyhodowane komórki wydzielające insulinę pochodzą z rodzaju niewyspecjalizowanych komórek występujących tylko w najwcześniejszych stadiach rozwoju embrionalnego, ludzka wersja leczenia napotkałaby na ostry sprzeciw ze strony politycznej i religijnej prawicy, która sprzeciwia się badaniom medycznym z wykorzystaniem komórek pochodzących z ludzkich embrionów.
W 2001 roku administracja Busha ogłosiła zakaz prowadzenia badań z wykorzystaniem komórek pochodzących z nowo powstałych embrionów (takich jak te wyrzucane codziennie przez kliniki leczenia bezpłodności), ograniczając naukowców do pracy z obecnie dostępnymi liniami komórek macierzystych. Naukowcy zajmujący się komórkami macierzystymi twierdzą, że decyzja ta ogranicza ich możliwości prowadzenia konstruktywnych badań i może opóźnić rozwój ratujących życie metod leczenia - na przykład cukrzycy - o lata, a nawet dziesięciolecia.
