تکنیک میکروسفیر حاوی دارو در میکروکپسول می تواند از سلول های تولید کننده انسولین برای پیوند محافظت کند

12 فوریه 2018- یک میکروسفیر حاوی دارو در یک میکروکپسول حامل سلول می تواند کلیدی برای پیوند سلول های پانکراس خوک به بیمارانی باشد که سلول های بتای آنها توسط دیابت نوع یک نابود شده است.
در یک تحقیق جدید آزمایشگاهی توسط مهندسان دانشگاه Illinois، سلول های خوکی ترشح کننده ی انسولین که سلولهای جزایر نامیده می شوند، بعد از گذشت 21 روز در داخل کپسول های کوچکی که خود حاوی میکروسفیرهای(ریز کره ها) حاوی دارو بود، سالم ماندند. این روش سبب شد که سلول ها در برابر محرومیت از اکسیژن مقاوم تر شوند. نتایج این تحقیق در مجلهDrug Delivery and Translational Research  منتشر شد.
محققان در حال بررسی راههای انتقال جزایر پانکراس برای درمان با دوامی برای دیابت نوع I  هستند، تا بیمار را از نظارت مداوم بر قند خون و تزریق انسولین بی نیاز کنند.با این حال، چندین چالش در مورد این رویکرد وجود دارد.
پرفسور Kim، استاد مهندسی برق و کامپیوتر و رهبر این مطالعه گفت: اول این که، شما نیاز به جزایر زنده و همچنین کارآمد دارید، به طوری که این سلولها قادر به ترشح انسولین در هنگام مواجهه با گلوکز باشند. او افزود: سلولهای جزایر انسانی اهدایی، برای این کار محدود هستند، اما بافت خوک یک منبع فراوان و خوب برای این کار است، از سوی دیگر انسولین خوکی از دهه 1920 برای درمان دیابت مورد استفاده قرار گرفته است.

هنگامی که جزایر از بافت جدا می شوند، چالش بزرگ بعدی زنده نگه داشتن و حفظ عملکرد آنها بعد از پیوند است.برای حفاظت از سلولهای پیوند شده در برابر سیستم ایمنی فرد گیرنده، آنها را در کپسول های کوچک و نیمه تراوایی بسته بندی می کنند.اندازه ی کپسول و تخلخل آن بسیار مهم است زیرا باید اجازه ی ورود اکسیژن و مواد مغذی به جزایر را داده و در عین حال آنها را از حمله ی سلول های سیستم ایمنی مصون نگه دارد.
دکتر Hyungsoo Choi، یکی از هدایت کنندگان این تحقیق و محقق ارشد پژوهشی مهندسی برق و کامپیوتر در ایلینوی، گفت: چند هفته پس از پیوند، زمان بسیار مهمی است زیرا این جزایر نیاز به اکسیژن و مواد مغذی دارند، اما عروق خونی برای آنها هنوز تشکیل نشده است، مهمترین نکته این است که کمبود اکسیژن یا هیپوکسی بسیار سمی است و جزایر را نابود می کند.
پرفسور کیم و پرفسور چوی روش هایی را برای ساخت چنین میکروکپسول هایی برای برنامه های کاربردی مهندسی مختلف ابداع کرده اند و می دانند که می توانند از تکنیک های مشابه برای ساخت میکروکپسول های کاربردی بیولوژیکی مانند تحویل دارو و پیوند سلول استفاده کنند. اینروشهای جدید به آنها امکان استفاده از موادی با ویسکوزیته ی بالا را می دهد این مواد دقیقا اندازه و ابعاد کپسول ها را کنترل کرده و تولید میکروکپسول هایی با اندازه ی یکسان و با توان عملیاتی بالا را ممکن می سازد.
پرفسور کیم گفت: برای یک بیمار معمولی، شما حدود 2 میلیون کپسول نیاز دارید. ما می دانیم که تولید این مقدار کپسول با هر روش دیگری نمی تواند این تقاضا را به راحتی برآورده کند.ما نشان دادیم که می توانیم 2 میلیون کپسول را در ظرف 20 دقیقه تولید کنیم.
با چنین کنترل و ظرفیت تولید بالایی، محققان توانستند میکروسفیرهای کوچکی را تولید و با دارویی که باعث بهبود حیات و عملکرد سلولها در شرایط هیپوکسی می شود، پر کنند.میکروسفیرها برای انتشار طولانی مدت دارو برای بیش از 21 روز طراحی شده اند.محققان جزایر خوک و میکروسفیرها را در داخل میکروکپسول ها بسته بندی کردند و برای مدت سه هفته با جزایر کپسوله شده که فاقد میکروسفیرهای حاوی داروی بودند، مقایسه نمودند.
پس از 21 روز، حدود 71 درصد از جزایر بسته بندی شده با میکروسفیرهای آزاد کننده دارو زنده ماندند، در حالی که تنها حدود 45 درصد از جزایر در میکروکپسولهای فاقد میکروسفیرهای دارویی، زنده ماندند.سلول های بسته بندی شده در میکروکپسولهای حاوی میکروسفیرهای دارویی، همچنین توانایی خود را در تولید انسولین در پاسخ به گلوکز، در سطح قابل توجهی بالاتر از سلولهای درون میکروکپسولهای فاقد میکروسفیرهای دارویی، حفظ کردند. محققان امیدوارند تکنیک میکروسفیر داخل میکروکپسول را بر روی حیوانات کوچک تا قبل از آزمایش بر روی حیوانات بزرگتر یا انسان، آزمایش کنند.

منبع و سایت خبر:

Drug Delivery and Translational Research, 2018; DOI: 10.1007/s13346-018-0484-x

www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180212125807.htm