23 مارس 2022- محققان مهندسی و پزشکی در دانشگاه شهرهای دوقلوی مینه سوتا و کلینیک مایو، فرآیند جدیدی را برای ذخیره ی موفقیت‌آمیز سلول‌های جزایر پانکراس در دماهای بسیار پایین و یخ زدایی مجدد آن‌ها ایجاد کرده‌اند که امکان پیوند جزایر را برحسب تقاضا فراهم می‌کند. این کشف موفقیت آمیز در انجماد، گام بزرگی در درمان دیابت است.

بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها، دیابت هفتمین علت مرگ و میر در ایالات متحده است و سالانه نزدیک به 90000 مرگ و میر را شامل می شود. در حالی که مدیریت دیابت در طول 100 سال پس از کشف انسولین بسیار بهبود یافته است، حتی مدرن ترین روش ها، فقط روشی برای کنترل این بیماری هستند و درمان قطعی این بیماری همچنان کشف نشده است.

پیوند سلول‌های جزایر پانکراس - فرآیندی که در آن پزشکان گروه‌هایی از سلول‌ها را از پانکراس سالم اهدا شده می‌گیرند و آنها را به گیرنده منتقل می‌کنند تا به خودی خود شروع به ساخت و ترشح انسولین کنند، یکی از روش‌های در حال بررسی برای درمان دیابت است. یکی از محدودیت‌های اصلی این رویکرد این است که پیوند از یک اهداکننده ی منفرد اغلب برای استقلال فرد دیابتی از تزریق انسولین، ناکافی است. اغلب، دو، سه یا تعداد بیشتری پانکراس اهدا شده مورد نیاز است که خطرات مرتبط با مداخلات جراحی مکرر و دورهای متعدد القای سرکوب سیستم ایمنی را افزایش می‌دهد.

یک استراتژی برای غلبه بر مشکل تامین اهداکننده، جمع کردن جزایر از چندین اهداکننده، دستیابی به دوز بالای جزایر با تنها یک بار انفوزیون است. این فرآیند به دلیل ناتوانی در ذخیره ی ایمن جزایر برای مدت طولانی دچار محدودیت بود. تحقیقات قبلی نشان داده است که ذخیره سازی تنها برای 48 تا 72 ساعت قبل از پیوند ممکن است.

در تحقیقات جدید منتشر شده در ژورنال  Nature Medicine، محققان روش جدیدی را برای cryopreservation جزایر توسعه دادند که مشکل ذخیره‌سازی را با امکان حفظ کیفیت کنترل‌شده و طولانی‌مدت سلول‌های جزایر حل می‌کند بدین ترتیب سلولهای جزایر از چندین اهدا کننده می‌توانند با هم ادغام شوند و برای پیوند استفاده گردند.

این مطالعه توسط جان بیشوف، دکترای مهندسی مکانیک، استاد برجسته ی دانشگاه مک نایت و مدیر مؤسسه مهندسی پزشکی این دانشگاه، و پرفسور اریک فینگر، دانشیار جراحی در دانشکده پزشکی مینه سوتا، انجام شد. دکتر بیشوف و دکتر فینگرهر دو از اعضای مرکز تحقیقات مهندسی بنیاد ملی علوم برای فناوری‌های پیشرفته برای حفظ سیستم‌های بیولوژیکی (ATP-Bio) هستند و مرکز حفظ اعضای بدن در دانشگاه مینه‌سوتا را هدایت می‌کنند.

این مطالعه نشان داد:

·        با استفاده از یک سیستم تخصصی cryomesh، مایع محافظ برای سرمای اضافی قابل حذف است، این کار اجازه خنک شدن و گرم شدن سریع در حدود ده ها هزار درجه در ثانیه را می دهد و در عین حال از تشکیل یخ و ایجاد مشکلات بعدی جلوگیری می کند و سمیت را به حداقل می رساند.

·        این روش cryopreservation جدید، نرخ بقای سلولی و عملکرد بالا را حتی پس از 9 ماه نگهداری نشان داد (90% برای سلول‌های جزایر موش و حدود 87% برای سلول‌های جزایر خوک و انسان). ذخیره سازی با رویکرد cryopreservation بالقوه، از نظر تئوری نامحدود است.

·        در موش‌ها، پیوند این سلول‌های جزایر منجمد شده، دیابت را در 92 درصد دریافت‌کنندگان ظرف 24 تا 48 ساعت پس از پیوند درمان کرد.

·        این نتایج نشان می‌دهد که این پروتکل جدید انجماد ممکن است وسیله‌ای قدرتمند برای بهبود زنجیره ی تامین جزایر باشد، که امکان جمع شدن جزایر از پانکراس‌های متعدد را فراهم می‌کند و در نتیجه نتایج پیوند را بهبود می‌بخشد و می‌تواند دیابت را درمان کند.

پرفسور بیشوف گفت: ما اولین پروتکل انجماد و ذخیره سازی جزایر را ارائه دادیم که به طور همزمان بقا و عملکرد بالایی را در یک پروتکل مقیاس پذیر بالینی نشان داد. این روش می‌تواند زنجیره تامین جداسازی، تخصیص و ذخیره‌سازی جزایر را قبل از پیوند متحول کند. از طریق ادغام جزایر انجمادی قبل از پیوند از پانکراس‌های متعدد، این روش نه تنها بیماران بیشتری را درمان می‌کند، بلکه از پانکراس ارزشمند اهداکننده نیز استفاده بهتری می‌کند.

محققان همچنین خاطرنشان کردند که این روش این قابلیت را دارد که برای دسترسی تعداد زیادی از افراد در سراسر جهان که از این بیماری رنج می برند، در مقیاس بزرگ انجام شود.

پرفسور فینگر، گفت: این پیشرفت هیجان‌انگیز توسط تیم تحقیقاتی چند رشته‌ای ما، رویکردهای مهندسی را برای حل یک چالش مهم پزشکی که درمان دیابت است، به ارمغان می‌آورد. علیرغم دهه ها تحقیق، پیوند جزایر همچنان محدود باقی مانده است. همیشه وعده های بزرگی داده می شود، اما هرگز کاملاً عملی و در دسترس نیست. تکنیک ما برای انجماد و ذخیره سازی جزایر برای پیوند می تواند گام مهمی برای دستیابی به این هدف عالی باشد.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220323114518.htm