محققان یک روش ساده برای محافظت از جزایر پیوندی در برابر رد آنها توسط بدن میزبان یافتند

22 اکتبر 2020 - دیابت نوع 1 یا T1D از تخریب خود ایمنی سلولهای تولید کننده انسولین در لوزالمعده حاصل می شود. افراد مبتلا به T1D به تزریق انسولین نیاز دارند و از نوسانات قند خون رنج می برند که بر امید به زندگی آنها تأثیر می گذارد و خطر ابتلا به بیماری های قلبی عروقی، نوروپاتی ها و نارسایی کلیوی را در آنها افزایش می دهد.

یک درمان امیدوار کننده، پیوند جزایر پانکراس از لوزالمعده ی افراد متوفی است. اما این پیوند به سرکوب سیستم ایمنی نیاز دارد و خود ایمنی مجدد پس از پنج سال منجر به کاهش بقا و عملکرد سلولهای پیوندی می شود.

اکنون، تیمی از محققان دانشگاه آلاباما در بیرمنگام با پوشاندن سلولهای پیوندی توسط یک پوسته ی نازک از لایه های متناوبی از دو بیوپلیمر، روشی ساده برای محافظت از جزایر را برای پیوند معرفی کردند. همانطور که در مجلهDiabetes  منتشر گردید، این پوشش باعث تاخیر در رد آلوگرافت و رد پیوند با واسطه ی خودایمنی در مدلهای موش T1D گردید.

پرفسور Hubert Tse و پرفسور Eugenia Kharlampieva، نویسندگان ارشد این مقاله، اظهار داشتند: رویکرد ما برای مهار پاسخهای ایمنی پیش التهابی با پوشاندن سلولهای جزایر توسط کپسول ساخته شده از اسید تانیک و پلی ان- وینیل پیرولیدون، بدون نیاز به سرکوب سیستم ایمنی بطور سیستمیک، پیشرفت قابل توجهی در زمینه ی پیوند موفقیت آمیز جزایر در انسان است.

محققان با استفاده از دو پلیمر زیست سازگار پلی ان- وینیل پیرولیدون(PVPON) و تانیک اسیدTA ، بصورت چند لایه ی متناوب روی جزایر را پوشانند اما ضخامت لایه ها به اندازه ی کافی کم بود که اجازه ی تبادل اکسیژن و مواد مغذی را به راحتی به سلول ها بدهد. این محفظه ی نازک نانو در حدود 120 برابر نازک تر از یک ورق پلاستیک است. محققان UAB می گویند: کلید محافظت از این سلولها در برابر واکنش خود ایمنی، در حقیقت لایه های TA است. این ترکیب فنلی می تواند گونه های اکسیژن واکنش پذیر را از بین ببرد و دارای اثر ضد التهابی است.

استرس اکسیداتیو ناشی از گونه های اکسیژن واکنش پذیر یاROS ، قبلاً شناخته شده است. استرس اکسیداتیو نقشی اساسی در فعال سازی مصونیت alloreactive و autoreactive علیه جزایر پیوندی دارد. از سوی دیگر سلولهای بتا(سلولهای تولید کننده انسولین) در برابر ROS نسبت به بسیاری از سلولهای دیگر بدن، حساس تر هستند.

در آزمایشات پیوند اتوایمیون در مطالعه یUAB ، بیش از نیمی از پیوندهای محصور شدهبا ترکیب PVPON / TA،  70 روز پس از پیوند زنده ماندند، در حالی که کمتر از یک چهارم پیوندهای غیر کپسوله ، زنده مانده بودند. در آزمایش های پیوند آلوایمیون، زمانی که جزایر پیوندی از نژاد دیگری از موش ها بدست آمده و پیوند شده بود، حدود 40 درصد از پیوندهای محصور شده با ترکیب PVPON / TA، در 120 روز پس از پیوند زنده ماندند، در حالی که تمام پیوندهای کپسوله نشده، در کمتر از 50 روز از بین رفتند.

در هر دو نوع پیوند، از درمان سیستمیک برای سرکوب سیستم ایمنی استفاده نشد.جزایر محصور شدهبا ترکیب PVPON / TA، قند خون را برای مدت زمان بمراتب طولانی تری در محدوده ی طبیعی نسبت به جزایر غیر محصور، حفظ کردند و پیوندها ایمونومدولاتوری بودند.

در موشهای دریافت کننده ی گرافتهای کپسوله شده در مقایسه با موشهایی که جزایر غیر محصور را دریافت کرده بودند، سلولهای ایمنی نفوذی، سنتزROS ، کموکینهای التهابی، سیتوکینها و سلولهایCD8 T ، کاهش قابل توجهی داشتند. کاملا ثابت شده است کهROS ، باعث تمایز ماکروفاژهای M1 پیش التهابی می شود. در مقابل، در موش های دریافت کننده جزایر کپسوله شده، یک افزایش در "ماکروفاژهای ضد التهابیM2 " دیده شد.

پرفسور Tse ، و پرفسورKharlampieva ، می گویند: برای بهبود سرکوب سیستم ایمنی توسط ایجاد کپسول محافظ و گسترش این محافظت به سایر منابع جزایر که نسبت به جزایر افراد متوفی، بیشتر در دسترس هستند، کارهای زیادی می توان انجام داد.

آنها گفتند: پوشش های PVPON / TA می توانند اصلاح شوند تا تعداد لایه های PVPON و TA برای کپسولیشن افزایش یابد، و دارای گیرنده های مهار کننده ی سیستم ایمنی از جمله: CTLA-4،PD-L1  و / یا سایتوکاین های ضد التهابی مانند IL-10 و TGF بتا ، برای تقویت بیشتر سرکوب موضعی سیستم ایمنی شوند. استفاده از پوششهایPVPON /  TA محدود به کپسولیشن جزایر انسانی نیست، زیرا مطالعات مقدماتی ما همچنین نشان داده بود که کپسول سازی با PVPON / TA عملکرد جزایر نئوناتال خوک را به خطر نمی اندازد و همچنین می تواند شامل سلولهای بتای لوزالمعده مشتق شده از سلولهای بنیادی انسان نیز باشد.

منبع:

Barra, J.M., et al (2020) Localized Immunosuppression With Tannic Acid Encapsulation Delays Islet Allograft and Autoimmune-Mediated Rejection. Diabetes. doi.org/10.2337/db20-0248.

https://www.news-medical.net/news/20201022/Researchers-show-a-simple-way-to-protect-transplanted-islets-from-rejection.aspx