Искусственные бета-клетки — новый метод лечения больных сахарным диабетом

Лечение больных сахарным диабетом (СД) 1-го типа и в некоторых случаях СД 2-го типа предполагает регулярное инъекционное введение инсулина или использование инсулиновой помпы. В ходе нового исследования ученые Университета Северной Каролины (University of North Carolina), США, разработали новый метод для поддержания гликемического контроля, который будет более удобен для пациентов, чем вышеуказанные. Они предложили использование искусственных клеток, способных выбрасывать в кровь инсулин в ответ на повышение уровня глюкозы. Подробности своей разработки, апробированной на лабораторных животных, ученые опубликовали в журнале «Nature Chemical Biology».

СД широко распространен во всех странах мира. Только в США около 6 млн человек нуждаются в ежедневном введении инсулина для поддержания нормального уровня глюкозы в сыворотке крови. Разработка таблетированных форм инсулина до сих пор не увенчалась успехом, поскольку крупная молекула гормона разрушается в пищеварительном тракте до того, как поступает в кровеносное русло. Однако основной проблемой инсулинотерапии в настоящее время является не отсутствие таблетированных форм гормона, а невозможность автоматического и эффективного гликемического контроля. Трансплантация бета-клеток в некоторых случаях может решить указанную проблему. Однако эта процедура высокостоящая, для нее необходим донор, в послеоперационный период пациент должен постоянно применять препараты для супрессии иммунного ответа, но, несмотря на это, пересаженные клетки часто отторгаются.

Авторы данной работы изучали проблему дефицита инсулина в течение последних 10 лет. В данном проекте они предложили для ее решения абсолютно новый подход — искусственные клетки, аналогичные бета-клеткам островков Лангерганса поджелудочной железы. Разработанные «искусственные бета-клетки» (ИБК) имитируют функции клеток поджелудочной железы, секретирующих инсулин, нарушение работы которых приводит к развитию СД 1-го типа и в некоторых случаях — СД 2-го типа. Оболочка предложенных ИБК состоит из двойного липидного слоя, внутри они содержат визикулы, заполненные инсулином. Повышение уровня глюкозы приводит к нарушению оболочек везикул и высвобождению инсулина. В ходе экспериментов на лабораторных животных ученые отметили, что ИБК быстро реагируют на изменение уровня глюкозы в крови и успешно воспроизводят функцию бета-клеток. Так, у мышей без бета-клеток ИБК менее чем за 1 ч устраняли гипергликемию. Достигнутое состояние сохранялось у животных не менее пяти дней.

Автор работы доктор Хен Гу (Zhen Gu) отметил, что в будущем он и его коллеги собираются усовершенствовать ИБК и оценить их эффективность в крупной группе лабораторных животных, а в дальнейшем и протестировать у пациентов с СД. Он предположил, что ИБК следует помещать пациентам накожно, для обеспечения возможности безболезненной замены.

Соавтор исследования доктор Джон Бас отметил, что для усовершенствования данной разработки еще необходимо приложить много усилий, однако уже сейчас полученные результаты выглядят обнадеживающе. Возможно, это первый шаг в принципиально новом направлении лечения больных СД.

• Chen Z., Wang J., Sun W. et al. (2017) Synthetic beta cells for fusion-mediated dynamic insulin secretion. Nature Chemical Biology, Oct. 30 [Epub. ahead of print].
• University of North Carolina Health Care System (2017) Smart artificial beta cells could lead to new diabetes treatment. ScienceDaily, Oct. 30 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171030131454.htm).

Юлия Котикович