یک میکروژل جدید با ایجاد پذیرش ایمنی می تواند موفقیت پیوند جزایر پانکراس را ارتقا بخشد

31 اوت 2020 - محققان انستیتوی فناوری جورجیا و دانشگاه میسوری با اقتباس از یک استراتژی پیشگامانه در درمان سرطان که برنده جایزه نوبل شده بود، یک روش تحویل دارو به کمک میکروژل جدیدی را توسعه دادند که می تواند اثربخشی پیوند جزایر پانکراس را از چندین سال به احتمال زیاد به کل عمر یک گیرنده افزایش دهد. پیوند جزایر پانکراس، که تولید انسولین را برای درمان دیابت نوع 1 احیا می کند، به طور متوسط تنها ​​سه سال دوام دارد.

آزمایشگاه های پروفسور Andrés García در انستیتوی فناوری جورجیا و پرفسور Haval Shirwan در دانشگاه میسوری در تیم های چند رشته ای با استفاده از یک مدل حیوانی، یک میکروژل با یک بیومتریال جدید تولید کرده اند که می تواند دوزهای ایمن، کوچکتر و مقرون به صرفه تری را از یک پروتئین سرکوب کننده ی سیستم ایمنی بطور موضعی به بدن تحویل دهد، که منجر به پذیرش بهتر پیوند جزایر در بدن در طولانی مدت شود.

این مطالعه در تاریخ 28 اوت در مجله Science Advances منتشر شد. در سال 2018 ، جایزه نوبل پزشکی به کشفی تعلق گرفت که نحوه ی ارسال سیگنالهای مولکولی از طرف سلولهای سرطانی برای سرکوب پاسخ ایمنی، و در نتیجه مخفی ماندن از دید سیستم ایمنی را نشان می داد، بدین ترتیب سلولهای سیستم ایمنی می توانستند از خود در برابر حملات سیستم ایمنی بدن محافظت کنند. محققان پس از این کشف به سرعت روش های درمانی پیشگامانه ای را برای ارسال سیگنال و "روشن کردن" سیستم ایمنی بدن(مانند سلول های T) ابداع کردند تا بار دیگر سیستم ایمنی بتواند سلولهای سرطانی مهاجم را شناسایی کند، این کار به سیستم ایمنی بدن خود بیمار اجازه می داد تا سلول های سرطانی را به طور موثرتری از بین ببرد.

ماریا کرونل، دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه پرفسور گارسیا، گفت: کاری که ما انجام دادیم استفاده از صفحه ای از این کشف در ایمونوتراپی به صورت مخالف آن بود به این معنا که از آن برای کنترل و" خاموش کردن پاسخ ایمنی" به پیوند استفاده نمودیم. هنگام پیوند، مانند پیوند جزایر یا پیوند اعضا، حتی اگر اهدا کننده با گیرنده تطابق کافی داشته باشد، بدن گیرنده یک پاسخ ایمنی به پیوند نشان می دهد، زیرا سیستم ایمنی بدن آن را غیر خودی تشخیص داده و سعی در رد و حمله به محل پیوند دارد.

پس از جراحی پیوند جزایر، در درمان های سنتی از داروهای سیستمیک سرکوب کننده سیستم ایمنی بدن استفاده می شود که کل بدن را تحت تأثیر قرار می دهد و می تواند سمی باشد و عوارض جانبی متعدد و ناخوشایندی را ایجاد کند، که شدت آنها اغلب تعداد نامزدهای پیوند جزایر و پیوند سایر اعضای بدن را محدود می کند.

کرونل گفت: یک جنبه منحصر به فرد از روش ما این است که ما دوز داروی سرکوبگر ایمنی مورد نیاز را بسیار کاهش داده ایم، و بطور موضعی در اختیار بدن قرار می دهیم که به طور قابل توجهی عوارض جانبی فعلی ناشی از درمان های سیستمیک دارویی را کاهش می دهد یا از بین می برد.

تیم تحقیقاتی روش جدیدی را برای "پذیرش ایمنی[1]" ایجاد کردند که در آن یک بیومتریال مهندسی شده - در این مورد نوعی میکروژل- را با جزایر در زمان پیوند وارد بدن می کنند. این میکروژل ها، که شبیه خوشه هایی میکرو از تخم ماهی هستند، یک نوع پروتئین به نام SA-PD-L1 را به منطقه ی پیوند بطور خاص تحویل می دهند که با موفقیت به سیستم ایمنی بدن سیگنالی را ارسال می کند که آن را از ایجاد پاسخ ایمنی باز می دارد، و به این ترتیب از پیوند جزایر محافظت می کند. ارسال این سیگنال مولکولی به صورت موضعی، با استفاده از SA-PD-L1، برای سرکوب هرگونه پاسخ ایمنی طراحی شده و تا 100 روز بدون هیچ گونه مداخله ی دارویی سیستمیک سرکوب کننده ی سیستم ایمنی، به کار خود بطور موثر ادامه می دهد.

پرفسور شیروان، استاد بهداشت کودکان و میکروب شناسی مولکولی و ایمونولوژی در دانشکده پزشکی دانشگاه میسوری، گفت: ما می خواستیم ازPD-L1 برای پیشگیری از رد پیوند جزایر آلوژنیک با شبیه سازی از نحوه ی عملکرد سلول های تومور از این مولکول، برای فرار از سیستم ایمنی بدن، بدون کمک ژن درمانی استفاده کنیم.

برای رسیدن به این هدف، پرفسور شیروان با پرفسور Esma Yolcu، استاد بهداشت كودكان در دانشكده پزشكی دانشگاه میسوری همكاری كرد. هر دو قبلاً در دانشگاه لوئیزویل، پروتئین SA-PD-L1 را تولید كردند، که فرم جدیدی از مولكولی است كه می تواند به صورت موضعی روی سطح پیوندهای جزایر یا میکروژل ها برای تحویل به محل پیوند قرار داده شود.

پرفسور شیروان گفت: میکروژل های ارائه دهنده یSA-PD-L1 ، یک پیشرفت مهم در فناوری هستند که پتانسیل خوبی، نه تنها برای درمان دیابت نوع 1 بلکه برای سایر بیماری های خودایمنی و انواع مختلف پیوندها دارند.

علاوه بر مهندسی این میکروژل با بیومتریال خاص، محققان دوام و ماندگاری و امکان انتشار دوز توسط آن را بررسی کردند. آنها همچنین اثرات طولانی مدت آن را بر پیوند، پاسخ ایمنی و عملکرد گیرنده بررسی کردند در حقیقت پتانسیل زیست سازگاری طولانی مدت آن را ارزیابی نمودند.

پرفسور گارسیا گفت: یکی از مهمترین اهداف در زمینه ی دیابت طی دو دهه گذشته، القای پذیرش پیوند به سیستم ایمنی بوده است تا نیازی به استفاده از داروهای سمی برای سرکوب سیستم ایمنی بدن نباشد و کل بدن تحت تأثیر این داروها قرار نگیرد.

به طور کلی، پیوند اعضا در مقابله با انواع بیماری های مزمن، نتایج بسیار موفقیت آمیزی را تا امروز ارائه داده است. این نتایج بسیار مهیج به عنوان اثبات اصلی است که نشان می دهد این ماده ی زیست مهندسی شده و این روش کار ممکن است پلت فرمی برای سایر پیوندها باشد و ممکن است مجموعه نامزدهایی که می توانند با خیال راحت برای پیوند مورد استفاده قرار گیرند، را بزرگتر کند.

منبع:

Science Advances, 2020; 6 (35): eaba5573 DOI: 10.1126/sciadv.aba5573

www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200831112336.htm