《PNAS》1型糖尿病治療有望?! 哈佛大學「對流式」胰島細胞移植裝置 臨床前成功調控胰島素

2021/09/07
《PNAS》1型糖尿病治療有望?! 哈佛大學「對流式」胰島細胞移植裝置 臨床前成功調控胰島素
美國時間6日,麻州布萊根婦女醫院(Brigham and Women's Hospital)、哈佛大學和麻州大學醫學院組成的共同研究團隊,發表一種用於糖尿病治療的新型體內胰島素分泌細胞植入裝置,研究發
美國時間6日,麻州布萊根婦女醫院(Brigham and Women's Hospital)、哈佛大學和麻州大學醫學院組成的共同研究團隊,發表一種用於糖尿病治療的新型體內胰島素分泌細胞植入裝置,研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。
 
該裝置稱為對流強化大分子膠囊裝置(convection-enhanced macroencapsulation devices, ceMED),相較於其他類似的細胞封裝膠囊裝置,ceMED透過改良裝置的對流效率,能讓裝置內的細胞持續沐浴在養分中、進而增加細胞的可乘載量,且能增加細胞的存活率、葡萄糖敏感性,目前在臨床前模型中,ceMED已展現出在移植後兩天就能因應血糖濃度調整分泌胰島素的成效。
 
主持此研究的通訊作者、布萊根婦女醫院醫學教授Jeff Karp表示,如今取得能夠分泌胰島素的beta樣細胞的來源越來越多,但下一步的挑戰,是如何讓這些細胞以最小入侵性的方式放到患者體內,並在最佳功能狀態下保有持續性,而ceMED在臨床前概念驗證中,已經展現出更好的細胞生存率,以及在移植後迅速針對血糖調整分泌胰島素的成效。
 
大分子膠囊裝置(macroencapsulation devices, MED)是一類將分泌胰島素細胞封裝起來、植入患者體內的裝置,這樣的封裝能讓細胞免受宿主免疫系統的攻擊,同時讓養分進出、使細胞存活。不過,現有的MED的養分運輸多仰賴裝置外膜的擴散作用(difussion),使得裝置內能夠獲得養分、氧氣的細胞有限。
 
研究團隊所設計的ceMED設計原型(prototype),將裝置分成兩個腔室。其中平衡腔室(equilibrium chamber)負責收集周遭的養分,細胞腔室(cell chamber)負責容納細胞,並透過多孔纖維內膜設計,讓細胞腔室內的養分濃度與裝置外的濃度相同,並讓胰島素和葡萄糖自由穿透,但不讓可能會攻擊裝置內部細胞的免疫分子通過。
 
研究團隊表示,這項裝置能夠提供許多更勝於傳統胰島素幫浦(insulin pumps)的優勢,而且不需要持續充填、置換胰島素卡匣,就讓細胞在需要時分泌胰島素,並在血糖濃度降低後快速停止分泌。目前在T1D模型老鼠中,ceMED改善了細胞存活和胰島素分泌,並在植入後,快速地在兩天內降低老鼠的血糖濃度。
 
研究團隊表示,未來的發展方向將是把ceMED推向臨床,包括增加細胞乘載量、改善人用灌注流動系統。Jeff Karp表示,ceMED展現出比擴散型MED更好的細胞存活、減緩隨著使用時間可能帶來的損害,以及更快的胰島素分泌調節速度,期待將能幫助許多T1D患者及他們的家庭。
 
參考資料:
https://www.eurekalert.org/news-releases/927294
 
(編譯 / 吳培安)