实验室成长和自己动手:通往人造胰腺的两种新兴途径| 地平线:《欧盟研究与创新》杂志

人体的胰腺细胞调节着血液中糖的含量,但是由于某些不清楚的原因,免疫系统偶尔会攻击并杀死它们。 当这种情况发生时,一个人就会患上1型糖尿病-人体不再具有产生胰岛素的能力,而这种酶将糖在人体周围传递,以增强人体的基本功能。

瑞士日内瓦大学的糖尿病专家叶卡特琳·贝里什维利博士说:“ 1型糖尿病会导致非常严重的并发症,甚至导致死亡。”

如果胰腺功能不全,糖尿病患者可能会长期面临高血糖水平,这可能导致长期的健康影响,例如失明和四肢丧失;而太低的血糖水平则会导致昏厥或更严重的死亡。 为了保持健康,患有1型糖尿病的人每天必须多次注射胰岛素,同时要持续监测血糖水平,这通常是通过手指点刺血液测试来进行的。

胰腺移植是最接近治愈的方法,据贝里什维利博士说,它们的成功率约为80%,但由于捐献者提供器官的费用和可获得性,无法将其提供给所有人。 通常可以看到这种疗法主要用于最严重的病例以及可以安全地进行这种侵入性手术的国家。

贝里什维利博士还是该组织的协调员。 先锋 该项目旨在通过利用干细胞和基因编辑技术(CRISPR)在实验室中种植移植物来开发人造胰腺,这种移植物资便宜,易于移植,并且可以使1型糖尿病患者更容易使用。

她说:“我们生成的生物人工胰腺完全是由生物材料制成的,”它补充说,它是由解构的供体胰腺和从胎盘中提取的干细胞组成的。

贝里什维利博士说:“我们可以从一个胎盘中获得25种人造胰腺的材料。”

两部分

Vanguard的研究人员首先将捐赠的胰腺分为两个部分,一个部分释放出有助于消化食物的酶,另一部分则产生胰岛素以及其他激素。 研究人员这样做是为了他们可以分离出产生胰岛素的细胞。

然后,它们将这些细胞与捐赠的红色血管结合在一起,以确保氧气和营养物质的流动。 接下来,他们添加了两种类型的干细胞–一些用于增加生物人工胰腺被受体接受的机会,另一些用作将所有生物材料固定在一起的胶水。

由此,先锋研究人员可以生长出功能齐全的人造胰脏,最终可以代替不产生胰岛素的人的器官。

贝里什维利博士说:“我们希望在(项目)五年期结束时(到2024年),我们将拥有已经可以通过监管机构批准用于临床试验的产品。”非常有信心根据早期结果可能会发生这种情况。

一个潜在的延迟仍然无法控制。 Vanguard将使用CRIPSR基因组编辑来微调,切割和扩增细胞,以增加其宿主接受生物人工胰腺的机会,然后发挥作用。 这可能会造成一些不可预见的监管障碍,并延迟临床试验,直到出现一些清晰的情况为止。

“我们产生的生物人工胰腺完全是由生物材料制成的。”

瑞士日内瓦大学Ekaterine Berishvili博士

自己做

这不是监管界限阻碍糖尿病患者有前途的治疗方法发展的唯一领域。 现在使用已连接到人体的设备的外部人造胰腺 存在,但情况并非总是如此。

六年前,在未提供商业版本之前,糖尿病社区的成员走到了一起 建立自己的解决方案 –采用“自己动手做的人工胰腺系统”(DIYAPS)。

据爱尔兰都柏林大学的博士后Shane O’Donnell博士说,DIYAPS的想法最初是由患有1型糖尿病的Dana Lewis和她的丈夫Scott Leibrand提出的,当时他们已经意识到一切都足以构成该系统,而不必等待还需要几年的商业产品。

他说,他们所需要的只是一个胰岛素泵和一个连续的血糖监测系统,许多1型糖尿病患者都可以使用这些产品。 诀窍是使两个设备通过蓝牙相互通信,并将其与他们开发的决策算法结合在一起。 这样可以使胰岛素泵从葡萄糖监测系统获取信号,然后在预测血糖水平过高或过低时调整所需的剂量。

由此产生的系统使某人的血糖水平一旦达到危险水平,便会自动恢复控制。 Lewis和Leibrand,以及一个不断发展的社区,已指示建立自己的DIYAPS开源程序,以便任何人都可以创建开源程序。

O’Donnell博士说,对于患有DIYAPS的人来说,此解决方案可为他们带来极大的身心放松,因为管理该疾病涉及不断进行计算以维持健康的血糖水平,例如复杂的碳水化合物计数以及考虑其他变量,例如运动或压力。

现在,O’Donnell博士想通过一个名为“ DIYAPS”的项目与现有的商业产品相比,建立一个良好的证据基础 打开。 由于这个基层系统已经存在了很多年,因此可以进行大规模研究。

证明

他正在收集证明,可能有助于该技术被决策者和市场更广泛地接受,从而使这种技术可以吸引更多的人。

该项目正在与Dana Lewis合作,以获取DIYAPS社区数据和使用这种自制技术的第一手经验-它已经提供了有用的见解。

O’Donnell博士说:“我们与一名护理人员进行了交谈,该护理人员每晚至少醒来3次,只是为了检查孩子的血糖水平,而他们这样做的频率如此之高,以至于由于缺乏睡眠而引起癫痫发作。”由于DIYAPS,他们不再需要这样做。

但是这种人造胰腺仍然不完美。 根据O’Donnell博士的说法,这些系统仍处于试验阶段,那些自行构建的系统将自行承担风险。

他说:“如果出现问题,就不会提供客户服务。”他补充说,这一要素使一些医疗保健专业人员在向患者认可DIYAPS时不愿这样做,因为他们希望避免任何潜在的责任。

他说:“我们正在努力建立证据基础,以向越来越多将面临DIYAPS挑战的医疗保健专业人员放心并告知他们,”他补充说,这是改善1型糖尿病患者治疗的重要一步。

O’Donnell博士说,建立自己的DIYAPS的人在治疗1型糖尿病方面比没有糖尿病的人要好得多,他们的血糖水平比普通患者要健康,他说这表明了这项技术的真正潜力。

他说,现在有一些正在成长的孩子只知道人造胰腺系统。

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。


This article was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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