ويؤثر مرض السكري على أكثر من 500 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، وبالنسبة للكثيرين، لا يزال تحقيق الرقابة الوافية على الجليد بعيد المنال رغم العلاج المكثف في الأنسولين، حيث أن زراعة الخلايا الخلوية في جزيرة إيسلت توفر علاجا محتملا من خلال إعادة سرية الأنسولين المحلية، ولكن انتشار هذا المرض قد اقتصر على الحاجة إلى معالجة غير مكتملة للحياة لمنع الرفض، وبسبب فقدان وظائف الطلاء.

معلومات أساسية عن زراعة خلية جزيرة إسيل

وقد عاد مفهوم زراعة الأنسولين - الإنتاج من الجزر إلى السبعينات، ولكن لم يتحقق النجاح الواعد في عام 2000 إلا بعد أن حقق بروتوكول إدمونتون التاريخي، وقد أثبت هذا البروتوكول أن أيسر من جهات مانحة متعددة يمكن أن يعيد تنظيم غلوكوز شبه طبيعي في المرضى الذين يعانون من مرضى من الداء السكري، وإن كان ذلك في عام 2000 أقل من عام واحد، أي ما دام أكثر من 500 1 مريض في العالم.

غير أن هناك عقبة أساسية تحول دون أن يصبح زرع الخيوط علاجاً قياسياً، أولاً، أن الإمداد بالبنك المقدس من المانحين محدود للغاية، ثانياً، أن الاضطرابات الطويلة الأجل تنطوي على مخاطر خطيرة تشمل العدوى، والتشويش، والسمية الرجعية، والمضاعفات الأيضية، علاوة على أن معظم الاضطرابات الناجمة عن فقدان الدم في غضون الأسابيع القليلة الأولى، قد تضيع في غضون فترة زمنية قصيرة.

وتهدف تكنولوجيا الكفاءات إلى معالجة الحاجز المناعي عن طريق إيجاد فصل مادي بين الجزر المتبرعة ونظام المناعة المضيف، مما يزيل الحاجة إلى قمع النظام، وبالتالي توسيع نطاق أهلية المرضى لهذا التدخل العلاجي المحتمل.

ما هي تكنولوجيا الكبسولة؟

ويمكن أن تؤدي الكبسولات المغلقة إلى خلايا منعزلة في شكل حمض شبه قابل للتداول، مما يسمح بنشر الغلوكوس ثنائي الاتجاه، والأكسجين، والمغذيات، والإسولين، مع منع مرور خلايا مناعة، وأجهزة التكتل، وغير ذلك من الجزيئات الكبيرة التي يمكن أن تؤدي إلى الرفض.

ويجب أن يفي جهاز الكبسولة الناجح بعدة معايير تصميمية: يجب أن يكون ذلك متوافقاً بيولوجياً، وأن يعزز قدرة الخلايا على البقاء على المدى الطويل، وأن يقاوم التليف والبروتينات، وأن يسمح باسترجاعها بسهولة أو استبدالها، وأن يكون قابلاً للصنع على نطاق واسع، وقد ثبت أن تلبية جميع هذه المتطلبات في وقت واحد صعبة، ولكن التقدم المطرد في مجال إنتاج المواد والجهاز يتغلب تدريجياً على كل عقبة.

أنواع أجهزة الكبسولة

وتنقسم نظم الكفاءات عموما إلى الكفاءات الدقيقة والتكتل الكلي، وكل منها له مزايا وقيود متميزة.

  • (أ) أن تكون الرؤوس ذات الصبغة الفموية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليفورية، أو البوليستريوم، أو البولي، أو البولي، أوكسيدات، أو البولي، أو البولي، أوكسيدات، أوكسيدات، أو البولي، أوكسيدات، أو البولي، أوكسيدات، أو البولي، أو البولي، أوكسيدات، أو البولي، أوكسيدات، أوكسيدات، أو البولي، أو البولي، أوكسيدات، أو البوليسترات، أو البولي، أوكسيدات، أو البولي، أو البولي، أو البولي، أو البولي، أو البولي، أو البولي، أوكسيدات، أوكسيدات، أوكسيدات، أوكسيدات، أو البولي، أو البيرية،
  • (أ) أجهزة زراعية، أو أقراص متحركة، أو أكياس مسطحة، أو أكياس متحركة، أو أكياس متحركة، أو محركات متحركة، تحتوي على مئات الآلاف من الأيس كريم في إطار عبوة واحدة.

التطورات الأخيرة في المواد

وقد كانت بحوث المواد البيولوجية قوة دافعة وراء إدخال تحسينات على تكنولوجيا الكبسولة، وقد تم تنقيح المواد القياسية للذهب، الملغومة، من خلال تعديلات كيميائية تعزز التوافق البيولوجي وتخفض استجابة الجسم الأجنبي، ومن ذلك مثلاً أن المواد غير المزودة بأجهزة قياس ثلاثي الأبعاد ذات التلوث الديوتسيني الأدنى قد ثبت أنها مقاومة لتراكم الكبسولة في الظواهر غير البشرية على مدى ستة أشهر.

كما أن المواد الهجينة التي تجمع بين البوليمرات الأخرى تكتسب مهارة، كما أن الأكواب المختلطة - بي جي ذات الصلة بالكميات الدقيقة تُظهر استقرارا ميكانيكيا وكبسولة ألياف رقيقة تحيط بالزراعة، وبالمثل، استخدمت مركبات الغيلان - الشيشان لإنشاء خواص أحواض ذات أحجام أزياء أكثر وتقوية حجم الخلايا.

كما أن علم النانو يفسح المجال أمام سبل جديدة، ويمكن أن تُدرج الجسيمات النانوية المسكوبة في جدران الكبسولة لتوفير إطلاق مستمر من العقاقير غير المسببة للضغوط أو المضادة للتهاب، مثل التكروليموز أو ديكساميثاسون، مما يؤدي مباشرة إلى تداعيات مسببة للفيضانات الدقيقة.

الابتكارات في تصميم الأجهزة

وفيما عدا المواد، تطور الهيكل المادي لأجهزة الاستهلاك لمعالجة القيود الحرجة في النقل الجماعي، والتكسين، والاندماج مع المستودعات.

نظم الإمداد بالاكسجين

أما الخلايا المزروعة فهي شديدة النشاط وتستهلك الأكسجين بمعدلات تزيد على عشر مرات عن معظم أنواع الخلايا الأخرى، وفي بيئة واسعة النطاق من جهاز للتكدس، فإن انتشار الأوكسجين في نهاية المطاف قد يكون مقيداً، مما يؤدي إلى حدوث انحرافات مركزية وفقدان للسكر، حيث أن عدة تصميمات للأجهزة تتضمن الآن نظماً مكرسة لتسليم الأوكسجين.

استراتيجيات التعميم

كما أن أجهزة التعبئة التي تستخدم في مواقع ذات إمدادات دم ضعيفة، مثل المساحة الفرعية، وتشتمل التصاميم الجديدة على عدة مواضع غير مرئية أو ميكانيكيات صغيرة تشجع سفن الدم المضيفة على النمو أو حولها، مما يجعل الأوكسجين والمغذيات أقرب إلى الخلايا المكبوتة، وعلى سبيل المثال، فإن قسيمة سيرنوفا هي جهاز للاختراق المضغوط الذي يتكون من عدة مواد قابلة للاختراق.

Anti-Inflammatory and Anti-Fibrotic Coatings

وحتى بالنسبة للمواد القابلة للتنافس البيولوجي، يمكن أن تؤدي استجابة الجسم الأجنبي إلى تشكيل كبسولة ألياف كثيفة حول زرعها، مما يعرقل انتشار الغلوكوس والإنسولين، ويستخدم الباحثون المعاطف السطحية التي تعمل بنشاط على قمع هذا الرد، وعلى سبيل المثال، فإن رسم طبقة رقيقة من البوليمر المسبب للتكرار على سطح الجهاز(47) قد أدى إلى الحد الأدنى من التأثيرات على الجسم.

القابلية للتعديل والأجهزة الذكية

وقد يتضمن الجيل القادم من أجهزة الاستهلاك " الذكاء " سمات تسمح بالتعليم بعد الزرع لقابلية الاختراق أو إطلاق الاختناق الحرفي، مثلا، يمكن أن تكون البوليمرات السائلة التي تغير حجمها استجابة لزيادة درجة الحرارة المحلية تسمح بالإفراج المراقب عن الأنسولين استجابة للإطلاقات الكهرمائية الفوقية.

التقدم السريري والعيادي

وقد شهد الطريق من مقعد إلى جانب الأسرة عدة مراحل ملحوظة، حيث أن جهاز " إنكابترا " من فياكيت، الذي يستخدم شكلاً من أشكال الكتف المزود بالرؤوس المزودة بمنافذ خارجية، كان أول من يدخل التجارب السريرية لزرع الكبسولة البشرية، وقد أظهرت النتائج الأولية سلامة وإثباتاً للمفهوم، حيث لم تكن مستويات إنتاج " سي " في بعض المستفيدين غير كافية.

وقد أظهرت أجهزة بيتا - أو - 2 نتائج أقوى، حيث حقق عدد من المرضى استقلال الأنسولين أو تخفيضات كبيرة في متطلبات الأنسولين، وإن كان ذلك يتطلب إعادة ملئ للأكسجين يوميا، وقد تم تقييم الجهاز في المرحلة الأولى من التجارب الثانية في أوروبا، ويجري تطوير جهاز متابعة مع تحسين القدرة على الأكسجين، وفي الوقت نفسه يجري اختبار قسيمة سيرنوفا بالاقتران مع كتيبات من المانحين، وفي وقت أقرب، مع وضع أحدث

وفيما يتعلق بالرؤوس الصغيرة، أجرت شركة دياترانز أوتسوكا (التي أصبحت الآن تكنولوجيات الخلايا الحية) تجارب سريرية مع كتيبات خليعة مجهزة بالآلجينات، باعتبارها نهجاً متطوراً للزراعة، وفي حين ثبتت السلامة غير النسيجية، كانت الكفاءة في تقليل متطلبات الإندوسلين متواضعة، فقد ظلت التركيبات المحسنة للمجرمين، مثل تلك التي تتضمن تعديلات على ثلاثية.

الاتجاهات والتحديات المستقبلية

وعلى الرغم من التقدم الكبير، يجب التغلب على عدة تحديات قبل أن يصبح العلاج بالسلع المكبوت علاجاً روتينياً، ولا يزال التخصيب يمثل أكثر المشاكل استمراراً: حتى مع تحسين المواد، يحدث قدر من الاكتظاظ في الكبسولات في مجموعة فرعية من الزرع، مما يؤدي إلى الفشل الجذري التدريجي، وتشمل الاستراتيجيات الرامية إلى معالجة ذلك التشارك في تقديم العوامل المضادة للأخطار، واختيار مواقع التبريد ذات النسيج الأقل.

أما إمدادات الأوكسجين فهي اختناقات حرجة أخرى، ففي حين أن أجهزة مثل بياتير تثبت أن عمليات تسليم الأكسجين الخارجي تعمل، فإن الحاجة إلى إعادة ملء يومية هي قيد عملي، ويسعى الباحثون إلى توليد الأوكسجين المستقل، مثل من خلال الطحالب الاصطناعية المحتوية على صور أو طبقات حرق الماء الكهروكيميائي، ولكن هذه النُهج هي سنوات من الاستعداد السريري.

كما أن تحقيق الاتساق في التصعيد والتصنيع أمران أساسيان للنجاح التجاري، إذ إن إنتاج ملايين من الكبائن المجهرية أو مئات من المكروديفات ذات الممتلكات الموحدة والعقم يمثل تحديا هندسيا غير طارئ، كما أن التقدم في نظم التدفق الميكروي والتدفقات يؤدي إلى تحسين الإنتاج والحد من تقلبات الصلصة إلى المركب، بالإضافة إلى أن مصادر صناعة الخلايا الخفيفة من خلال عمليات الاختراق المتبرع.

وفي المستقبل، فإن الجمع بين التعبئة والاستراتيجيات غير المأمونية، مثل التعبئة المشتركة مع الخلايا الافتراضية أو الخلايا النجمية المتوسطة، يمكن أن يخلق بيئة مصغرة مسببة للضغوط، تحمي كذلك التقارب بين الكبسولة والتحرير الجيني (مثلا، تولد في نهاية المطاف حواجز " مانحة غير عالمية " ، وهي عوامل تفلت من القدرة المادية.

والهدف النهائي هو توفير علاج خلوي كامل التشغيل، قابل للاسترداد، ومستمر، يطبيع مستويات الجلوكوز دون عبء الحقن أو الاكتئاب المناعي اليومي، ويقترب من تحقيق هذا الهدف، ويأتي العديد من المنتجات في مجموعة التجارب السريرية المحورية، مع استمرار الاستثمار والتعاون بين التخصصات، يمكن لعملية زراعة الخيوط في غضون عقد من الزمان.