امکان استفاده از پانکراس اهدایی برای ساخت بیو پانکراس مصنوعی
11 دسامبر 2015- محققان سالها است که در آزمایشگاه برای تولید پانکراس مصنوعی و کمک به میلیون ها فرد مبتلا به دیابت نوع 1 تلاش می کنند. حال گروهی از محققان موسسه ی احیاء پزشکی ویک فارست باپتسیت از بیش از 300 پانکراس اهدایی که به دلایلی برای پیوند پانکراس مناسب نیستند به عنوان سخت افزاری برای ساخت یک نسل جدید از پانکراس مصنوعی زیستی استفاده کردند.
محققاندراین مقاله که درمجله ی the Annals of Surgeryمنتشر شده است، اظهار داشتند که درحال حاضر 25 درصد از تقریباً 1300 پانکراس اهدا شده برای پیوند به دلیل نقایص و سایر دلایل غیرقابل استفاده می باشند.
پرفسور Orlandoجراح پیوند و پژوهشگر پزشکی احیاء می گوید: ما از این اندام های استفاده نشده به عنوان سخت افزاری استفاده کردیم و سلولهای خود بیماررا بعنوان نرم افزار برای تولید یک ارگان جدید به آن افزودیم، بدین ترتیب مشکل رد پیوند را حل نمودیم. ما معتقدیم این تحقیق اولین گام به سوی تولید یک بیوپانکراس مصنوعی" bio-artificial pancreas" است که بطورکامل از سلولهای انسانی مشتق شده است.
بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 درحال حاضر برای کنترل قندخون خود انسولین دریافت میکنند، سایرگزینه ها نظیر پیوند پانکراس یا پیوند سلولهای بتا به دلیل کمبود پانکراس مناسب اهدایی و تأثیرات سمی داروهای ضد رد پیوند توصیه نمی شوند. در آمریکا به ازاء هر ده هزار بیمار مبتلا به دیابت نوع 1 تنها 3 نفر پیوند پانکراس یا پیوند سلولهای جزایر تولید کننده ی انسولین را درطول عمر خود دریافت می کنند.
هدف این تحقیق بررسی استفاده از پانکراس اهدا شده به عنوان یک پلت فرم برای تولید پانکراس مصنوعی زیستی جدید بود. دراین روش ابتدا ارگان جدا شده توسط یک ماده ی شوینده ی ملایم شسته می شود تا تمام سلولهای آن درفرآیندی بنام decellularizationحذف گردد. این روش مشابه با روشهایی است که محققان این مرکز درتلاش برای مهندسی کلیه انسان، کبد و روده استفاده می کنند.
هدف از این پروژه ابداع منبع پایان ناپذیر جدیدی از ارگان ها است که بیمار در پیوند آن نیازی به مصرف داروهای قوی ضد رد پیوند نداشته باشد. این ایده براساس شواهدی شکل گرفت که نشان می دهند ارگانی که سلولهای آن حذف شده است، حاوی پروتئین ها و سایر موادی است که نقش حیاتی را در بقاء و عملکرد صحیح سلولهای یک اندام بازی می کند. برای این تحقیق از 25 پانکراس اهدایی در فرآیند حذف سلولها استفاده شد. محققان دریافتند که چارچوب عروق خونی پس از فرآیند شستشو دست نخورده باقی می ماند. علاوه براین، محققان برای اولین بار اعلام کردند فاکتورهای رشد زیادی در این ساختار حفظ شده اند که برخی از این پروتئینها برای تشکیل عروق خونی، تکثیر سلولها و متابولیسم گلوکز ضروری هستند.
درتئوری، این ساختار باقی مانده از پانکراس اهدایی می تواند توسط سلولهای خود بیمار دوباره پر شود. سلولهای تولید کننده ی انسولین را می توان از سلولهای پوست بیمار یا از پانکراس بیمار تولید کرد همچنین امکان تولید سلولهای انسولین ساز از سلولهای اندوتلیال عروق پانکراس وجود دارد.
برای تست سازگاری ساختارهای بدون سلول پانکراس اهدایی و سلولهای جدید، محققان سلولهای تولید کننده ی انسولین وسلولهای اندوتلیال را درون ساختار پانکراس بدون سلول قرار دادند.
در هر دو مورد، ساختار ارگان برای سلولها مناسب عمل کرده و به آنها اجازه داد عملکرد و نوع سلول اصلی خود را حفظ کنند.
درقدم بعدی، برای آزمایش توانایی این ساختار برای رشد عروق خونی جدید، محققان نمونه های کوچکی از ساختار این پانکراس که توسط سلولها پوشیده شده بود را به درون تخم مرغ وارد کردند. این ساختار بخوبی با محیط درحال تکامل تخم مرغ یکپارچه شده و مویرگهایی را ایجاد نمود.
برای اولین بار، محققان آزمایشات ایمنی را برای بررسی رد این اندام توسط سیستم ایمنی انجام دادند و با کمال تعجب دریافتند که این ساختار در واقع پاسخ ایمنی را تنظیم میکند بنابراین این پانکراس مهندسی شده ی جدید می تواند به عنوان عامل کمکی درسرکوب سیستم ایمنی استفاده شود.
نتایج اولیه بسیار امیدوار کننده بوده و راه را برای تحقیقات بیشتر در زمینه ی تعامل بین ساختارهای پانکراس و سلولها و شناسایی بهترین نوع سلول برای دستیابی به موفقیت کامل در بازسازی پانکراس (سلولهای اندوتلیال و یا سلولهای جزایر) گشوده است.