डॉनर द्वीप कोशिकाओं की भूमिका और वे कैसे मरीजों से मिलान कर रहे हैं

डॉनर आइल्ट सेल और उनकी नैदानिक भूमिका को समझना

टाइप 1 मधुमेह के साथ रहने वाले रोगियों के लिए, इंसुलिन पैदा करने वाले बीटा कोशिकाओं का नुकसान एक सतत चिकित्सा पथरी में एक नियमित जैविक कार्य को बदल देता है। रक्त ग्लूकोज का स्तर जो खतरनाक रूप से बढ़ता है या गिरता है, न्यूरोपैथी से कोमा तक की जटिलताओं का कारण बन सकता है। जबकि एक्सोजेनस इंसुलिन थेरेपी देखभाल का मानक बनी हुई है, यह एक स्वस्थ अग्न्याशय की वास्तविक समय की प्रतिक्रिया को दोहरा नहीं सकता है। इस प्रक्रिया में उभरती हुई कोशिकाओं को एक निश्चित रूप से अलग तरीके से परिभाषित किया जाता है: जीवित जैविक इंसुलिन कारखानों को ग्लूकोज़ समझे और इंसुलिन को ठीक मात्रा में छोड़ दें। इस प्रक्रिया में हजारों रोगियों को इंसुलिन स्वतंत्रता प्राप्त करने में सक्षम बनाया गया है, कभी-कभी एक बार-कभी एक बार-बारा गया।

क्या डॉनर आइलैट सेल हैं?

अग्न्याशय, एक अंग मोटे तौर पर छह इंच लंबे पेट के पीछे स्थित है, दो अलग-अलग काम करता है। इसके एक्सोक्राइन ऊतक पाचन एंजाइमों का उत्पादन करता है, जबकि इसके एंडोक्राइन ऊतक-लैंगेरहन की इसलेट में हार्मोन उत्पन्न होता है जो चयापचय को विनियमित करते हैं। कुल अग्न्याशय द्रव्यमान के केवल 1 से 2 प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करने के बावजूद, आइसलेट को विशेष कोशिकाओं के साथ पैक किया जाता है जो ग्लूकोज होमोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए कॉन्सर्ट में काम करते हैं। एक एकल मानव अग्न्याशय में लगभग एक मिलियन आइसलेट होते हैं, प्रत्येक को 50 और 200 माइक्रोमीटर व्यास के बीच मापता है।

प्रत्येक आइलेट एक सूक्ष्म-संगठन है जिसमें कई सेल प्रकार के विशिष्ट कार्यों के साथ होते हैं:

• Beta कोशिकाएं 50 से 70 प्रतिशत आइसलेट कोशिकाओं का गठन किया और शरीर में इंसुलिन का एकमात्र स्रोत है। वे रक्त ग्लूकोज के स्तर को समझते हैं और द्विपक्षीय पैटर्न में इंसुलिन जारी करते हैं: भोजन के मिनट के भीतर एक तेजी से पहला चरण, उसके बाद एक सतत दूसरे चरण के बाद ग्लूकोज बेसलाइन पर वापस आने तक जारी रहता है।
• Alpha कोशिकाएं ग्लूकागन का उत्पादन करती हैं, जो यकृत में ग्लाइकोजन टूटने को उत्तेजित करके रक्त ग्लूकोज को बढ़ाती है। हाइपोग्लाइसीमिया को रोकने के लिए स्वस्थ अल्फा सेल फ़ंक्शन आवश्यक है।
• Delta कोशिकाएं स्रावित सोमाटोस्टैटिन, जो स्थानीय रूप से इंसुलिन और ग्लूकागन दोनों की रिहाई को संशोधित करने के लिए कार्य करता है, जो आइलेट माइक्रोएनवायरनमेंट के भीतर ठीक ट्यूनिंग प्रदान करता है।
• PP कोशिकाएं अग्नाशय पॉलीपेप्टाइड का उत्पादन करती हैं, जो भूख विनियमन और पाचन कार्य में शामिल हार्मोन है।

टाइप 1 मधुमेह में, प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से बीटा कोशिकाओं को विदेशी रूप में पहचानती है और उन्हें ऑटोएंटीबॉडी और साइटोटॉक्सिक टी कोशिकाओं के संयोजन के माध्यम से नष्ट कर देती है। एक बार 80 से 90 प्रतिशत बीटा कोशिकाओं खो जाते हैं, रक्त ग्लूकोज विनियमन विफल हो जाता है। रोगी जीवित रहने के लिए एक्सोजेनस इंसुलिन पर निर्भर हो जाते हैं। आइल्ट प्रत्यारोपण इन खोई हुई कोशिकाओं को एक मृतक डोनर से स्वस्थ बीटा कोशिकाओं के साथ बदल देता है, जिससे शरीर की ग्लूकोज़ उतार-चढ़ाव के जवाब में इंसुलिन का उत्पादन करने की क्षमता को बहाल किया जाता है। परिणाम तब्दील हो सकते हैं: जिन रोगियों को हाइपोग्लिसमिया के लगातार डर में रहते थे, वे स्थिर रक्त ग्लूकोज़ स्तर का अनुभव कर सकते हैं और कई मामलों में इंसुलिन इंजेक्शन से पूर्ण स्वतंत्रता प्राप्त कर सकते हैं।

आइलैट अलगाव प्रक्रिया

एक पूरे अग्न्याशय को प्रत्यारोपण करना एक विकल्प है, लेकिन यह महत्वपूर्ण जोखिमों के साथ एक प्रमुख शल्य प्रक्रिया है। इसके विपरीत, आइलेट प्रत्यारोपण न्यूनतम आक्रमणकारी है। हालांकि, अग्न्याशय से निकालने वाली इसलेट तकनीकी रूप से मांग प्रक्रिया है जिसे तंग समय की कमी के तहत पूरा किया जाना चाहिए।

प्रक्रिया शुरू होती है pancreas वसूली. दाता अग्न्याशय शल्य चिकित्सा से हटा दिया जाता है और एक प्रमाणित आइसलेट अलगाव सुविधा के लिए ले जाया जाता है। शीत ischemia समय- अंग वसूली और अलगाव के बीच समय- islet व्यवहार्यता बनाए रखने के लिए 8 से 10 घंटे के नीचे रखा जाना चाहिए। अग्न्याशय को ठंडे संरक्षण समाधान के साथ perfused किया जाता है और एक बाँझ कंटेनर में भेज दिया जाता है।

अलगाव सुविधा में, अग्न्याशय से गुजरता है enzymatic पाचन . कोलेजनेज और तटस्थ प्रोटीज़ अग्न्याशय नलिका के माध्यम से अतिरिक्त कोशिकाओं मैट्रिक्स को तोड़ने के लिए प्रेरित किया जाता है जो एक्सोक्राइन ऊतक के भीतर इसलेट रखता है। इस पाचन की सावधानीपूर्वक निगरानी माइक्रोस्कोप के तहत की जाती है; अगर यह बहुत दूर चल जाता है, तो इस प्रकार कीलेट्स क्षतिग्रस्त हो जाती है, लेकिन अगर यह अपर्याप्त है, तो आसपास के ऊतकों में आईलेट्स फंसे रहते हैं। पाचन प्रक्रिया लगभग 15 से 30 मिनट तक होती है और इसे कमजोर पड़ने और ठंडा होने के बाद बंद कर दिया जाता है।

परिणामस्वरूप पाचन में आइसलेट, एक्सोक्राइन कोशिकाओं और मलबे का मिश्रण होता है। Purification को घनत्व-ग्रेडिएंट सेंट्रीफ्यूगेशन का उपयोग करके हासिल किया जाता है। पाचन को अलग-अलग घनत्व (आमतौर पर Ficoll या iodixanol का उपयोग करके) और स्पून उच्च गति पर अलग-अलग घनत्व के ढाल पर स्तरित किया जाता है। इसलेट, एक्सोक्राइन कोशिकाओं से कम घनी होने के नाते, एक विशिष्ट इंटरफ़ेस पर इकट्ठा होते हैं और उच्च शुद्धता के साथ फसल बनाई जा सकती है। आधुनिक शुद्धि प्रणाली 80 से 95 प्रतिशत शुद्धता प्राप्त कर सकती है, हालांकि कुछ दूषित exocrine ऊतक स्वीकार्य है और भी trophic समर्थन प्रदान कर सकते हैं।

शुद्धिकरण के बाद, आइलेट तैयारी कठोर ] गुणवत्ता आकलन से गुजरती है। तकनीशियनों को इसलेट की गणना करते हैं और गणना को आइसलेट के बराबर (IEQ) में परिवर्तित करते हैं, एक मानक इकाई जो आइलेट के आकार के लिए सामान्यीकृत होती है। व्यवहार्यता का आकलन फ्लोरोसेंट रंगों का उपयोग करके किया जाता है जो मृत कोशिकाओं से लाइव को अलग करती हैं; कम से कम 70 प्रतिशत की व्यवहार्यता आम तौर पर आवश्यक होती है। स्टेरलिटी परीक्षण किया जाता है, और कार्यक्षमता की पुष्टि करने के लिए ग्लूकोज-उत्तेजित इंसुलिन स्राव के लिए नमूना का परीक्षण किया जाता है।

पैनक्रिया वसूली से अंतिम उत्पाद रिलीज तक पूरी प्रक्रिया 6-12 घंटे लेती है, और अंतिम उत्पाद एक सेल निलंबन है जिसमें 250,000 से 1,000,000 IEQ शामिल है, जो डोनर विशेषताओं और अलगाव क्षमता के आधार पर है। इस प्रकार के इस प्रकार को लगभग तुरंत प्राप्तकर्ता में शामिल किया गया है।

क्रिटिकल मैचिंग प्रक्रिया

एक प्राप्तकर्ता को दाता आइलेट कोशिकाओं से मिलान करने में एक बहु-परत संगतता आकलन शामिल है जो ठोस अंग प्रत्यारोपण से काफी भिन्न होता है। चूंकि आईलेट को सेलुलर ग्राफ्ट के रूप में प्रत्यारोपण किया जाता है, इसलिए प्रतिरक्षा प्रणाली उन्हें एक अद्वितीय संदर्भ में सामना करती है। यकृत, जहां आइलेट्स आम तौर पर संक्रमित होते हैं, एक इम्युनोलॉजिकल रूप से सक्रिय अंग है, और दाता कोशिकाओं और प्राप्तकर्ता प्रतिरक्षा कोशिकाओं के बीच तत्काल बातचीत यह निर्धारित कर सकती है कि क्या भ्रष्टाचार जीवित है या नष्ट हो गया है। एक खराब मैच तेजी से अस्वीकृति, भ्रष्टाचार की हानि और संवेदीकरण का कारण बन सकता है जो भविष्य प्रत्यारोपण को अधिक कठिन बना देता है।

ABO ब्लड टाइप संगतता

सबसे मूलभूत आवश्यकता ABO संगतता है। डोनर आइलेट्स अपनी सतह पर रक्त समूह एंटीजन ले जाते हैं, और प्राप्तकर्ता के पूर्व-existing एंटीबॉडी को असंगत एंटीजन के खिलाफ मिनटों में अतिशयोक्ति अस्वीकृति को ट्रिगर कर सकते हैं। यह एक ही सिद्धांत है जो रक्त आधान और ठोस अंग प्रत्यारोपण को नियंत्रित करता है। एक प्रकार ओ प्राप्तकर्ता केवल प्रकार ओ आइलेट्स प्राप्त कर सकता है, जबकि एक प्रकार का एक प्राप्तकर्ता टाइप ए या टाइप ओ आइलेट्स प्राप्त कर सकता है। टाइप बी और टाइप एबी प्राप्तकर्ता अनुरूप नियमों का पालन करते हैं। अधिकांश प्रत्यारोपण केंद्र एबीओ संगतता का कड़ाई से पालन करते हैं, हालांकि छोटे से केंद्रों ने एक समान प्रत्यारोपण का पता लगाया है।

HLA मैचिंग

मानव ल्यूकोसाइट एंटीजन (HLA) प्रणाली दूसरा प्रमुख संगतता कारक है। HLA अणु कोशिका-सतह प्रोटीन होते हैं जो T कोशिकाओं को एंटीजन खंड प्रस्तुत करते हैं, जिससे प्रतिरक्षा प्रणाली को स्वयं को गैर-स्वयं से अलग करने में सक्षम बनाया जाता है। कुंजी loci HLA-A, HLA-B और HLA-DR हैं। प्रत्येक व्यक्ति प्रत्येक जीन की दो प्रतियां (एक माता-पिता से एक) से मिलती हैं, जिसके परिणामस्वरूप छह एंटीजनों तक होती है जिन्हें टाइप किया जा सकता है।

डोनर और प्राप्तकर्ता के बीच इन एंटीजनों से मिलान करने से टी-सेल-मध्यस्थ अस्वीकृति के जोखिम को कम कर देता है और दीर्घकालिक graft अस्तित्व में सुधार होता है। सहयोगात्मक द्वीप प्रत्यारोपण रजिस्ट्री (CITR) से रजिस्ट्री डेटा दर्शाता है कि HLA की एक उच्च संख्या बेहतर इंसुलिन स्वतंत्रता दर के साथ मेल खाती है। हालांकि, इसलेट प्रत्यारोपण में HLA मिलान गुर्दे या हड्डी मज्जा प्रत्यारोपण की तुलना में कम कड़े है। चूंकि इसलेट प्राप्तकर्ताओं को किसी भी मामले में इम्युनोसप्रेसिव दवाओं की आवश्यकता होती है, कई कार्यक्रम एक मध्यम डिग्री के बेमेल-आम तौर पर तीन या चार मैचों को छह-साथ सही संगतता की आवश्यकता होती है।

तर्क व्यावहारिक है। इसलेट अलगाव के लिए दाता पूल पहले से ही सीमित है। एक परिपूर्ण HLA मैच की आवश्यकता संभावित प्राप्तकर्ताओं के बहुमत को बाहर कर देगी और जरूरी नहीं कि बढ़ी हुई प्रतीक्षा समय को सही करने के लिए पर्याप्त परिणामों में सुधार होगा। लक्ष्य एक संतुलन पर हमला करना है जो प्रत्यारोपण तक पहुंच को अधिकतम करते हुए अस्वीकृति जोखिम को कम करता है।

दाता-अनुमानी आकार मिलान

आइलेट खुराक को प्राप्तकर्ता शरीर के वजन के प्रति किलोग्राम समान रूप से व्यक्त किया जाता है (]IEQ/kg]). इंसुलिन स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए लक्ष्य खुराक कम से कम 5,000 IEQ/kg है, हालांकि कुछ केंद्र 10,000 IEQ/kg या उच्च के लिए लक्ष्य रखते हैं। 70-किलोग्राम प्राप्तकर्ता के लिए, 5,000 IEQ/kg एक एकल दाता से 350,000 IEQ में अनुवाद करता है। हालांकि, कई प्राप्तकर्ताओं को लक्ष्य खुराक तक पहुंचने के लिए दो या यहां तक कि तीन दाताओं से आइलेट्स की आवश्यकता होती है, खासकर अगर दाताओं को छोटे या अलगाव उपज उप-उत्कृष्ट है।

डोनर विशेषताओं कि प्रभाव को प्रभावित करता है उम्र, शरीर मास इंडेक्स (BMI), और अग्न्याशय स्वास्थ्य शामिल हैं। 20 से 50 वर्ष की उम्र के दाताओं सबसे अधिक आइसलेट्स पैदा करने के लिए करते हैं। अधिक वजन सीमा (25 से 30) में एक BMI के साथ अक्सर अधिक आइसलेट द्रव्यमान के साथ बड़े पैमाने पर फलाव होते हैं, लेकिन मोटापे के साथ दाताओं (BMI 35 से अधिक) कम आइलेट समारोह और अलगाव विफलता का एक उच्च जोखिम के साथ जुड़े हुए हैं। स्टेटोसिस के साथ दाताओं (अग्न्याशय के वसा घुसपैठ) भी कम आदर्श हैं। एक कार्यात्मक graft प्राप्त करने की संभावना को अधिकतम करने के लिए सावधान डोनर चयन आवश्यक है।

Recipient Sensitization

जिन रोगियों में पिछले प्रत्यारोपण, रक्त आधान या गर्भधारण के पास पहले से निर्मित एंटी-एचएलए एंटीबॉडी हो सकते हैं। इन एंटीबॉडी को एक पैनल रिएक्टिव एंटीबॉडी (पीआरए) परीक्षण के माध्यम से पता लगाया जाता है, जो दाता एंटीजन के एक मानक पैनल के प्रतिशत को मापता है कि प्राप्तकर्ता की एंटीबॉडी के खिलाफ प्रतिक्रिया होती है। एक अत्यधिक संवेदनशील रोगी (80 प्रतिशत से अधिक पीआरए) में एचएलए प्रकार की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ एंटीबॉडी है, जिससे एक संगत दाता को ढूंढना मुश्किल हो जाता है।

संवेदनशील प्राप्तकर्ताओं के लिए, मिलान प्रक्रिया अधिक जटिल हो जाती है। प्रत्यारोपण टीम को विशिष्ट HLA एंटीजनों की पहचान करनी चाहिए, जो प्राप्तकर्ता को उन एंटीजनों को ले जाने वाले दाताओं के खिलाफ एंटीबॉडी है। वर्चुअल क्रॉसमैचिंग - HLA टाइपिंग और एंटीबॉडी स्पेसिफिकेशन डेटा का उपयोग करके संगतता की एक कंप्यूटर आधारित भविष्यवाणी - इस उद्देश्य के लिए एक मानक उपकरण बन गया है। कुछ मामलों में, प्लाज्माफेरेसिस, अंतःशिरा इम्युनोग्लोबुलिन या B-सेल-डिप्लिंग एजेंट प्रत्यारोपण की अनुमति देने के लिए पर्याप्त एंटीबॉडी स्तर को कम कर सकते हैं।

अतिरिक्त मिलान कारक

कोर संगतता कारकों से परे, कई अन्य विचार मिलान निर्णय को प्रभावित करते हैं:

• ]] की जरूरत की तात्कालिकता – भंगुर मधुमेह के रोगियों, फिर से गंभीर hypoglycemia, या hypoglycemia अनजाने में प्राथमिकता दी जाती है। इन रोगियों को जीवन-धमकाने की घटनाओं का सामना करना पड़ता है और प्रत्यारोपण से लाभ उठाने का सबसे अधिक प्रयास होता है।
• Waiting time – आवंटन प्रणाली यह मानती है कि कितने समय तक प्रतीक्षा सूची में रोगी रहा है, लंबे समय तक बढ़ती प्राथमिकता के साथ।
• Geographic निकटता – आइलैट ठंड ischemia समय 8 से 10 घंटे तक सीमित है। डोनर और प्राप्तकर्ता एक दूरी के भीतर होना चाहिए जो इस विंडो के भीतर प्रत्यारोपण केंद्र में पृथक आइसलेट के परिवहन की अनुमति देता है। इस बाधा का मतलब है कि प्रमुख आइसलेट अलगाव केंद्रों के पास के मरीजों को बेहतर पहुंच होती है।
• Donor स्वास्थ्य स्क्रीनिंग - दाताओं को संक्रामक रोगों (HIV, हेपेटाइटिस B और C, साइटोमेगालोवायरस, एपस्टीन-बारर वायरस), सक्रिय संक्रमण, कैंसर जोखिम और चयापचय की स्थिति के लिए परीक्षण किया जाता है। टाइप 2 मधुमेह या बिगड़ा ग्लूकोज सहिष्णुता के इतिहास के साथ एक दाता उपयुक्त नहीं होगा।

Immunosuppression और अस्वीकृति रोकथाम

इष्टतम मिलान के साथ भी, प्राप्तकर्ता की प्रतिरक्षा प्रणाली डोनर आइसलेट्स को विदेशी रूप में पहचान करेगी। अस्वीकृति को रोकने के लिए आजीवन इम्यूनोसप्रेशन की आवश्यकता होती है, और आइलेट प्रत्यारोपण में इस्तेमाल किए जाने वाले रेजिमेंट ठोस अंगों के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले अलग अलग होते हैं। आइलेट ग्राफ्ट्स की अनूठी विशेषताएं - वे संवहनीकृत के बजाय सेलुलर हैं, वे पोर्टल नस में संक्रमित हैं, और वे दोनों सर्वानुकूलित अस्वीकृति और आवर्ती आत्मप्रतिरक्षा के प्रति संवेदनशील हैं - एक अनुरूप दृष्टिकोण को दर्शाते हैं।

एडमोंटन प्रोटोकॉल

2000 से पहले, आइलेट प्रत्यारोपण में सीमित सफलता थी, जिसमें इंसुलिन स्वतंत्रता प्राप्त करने वाले केवल 10 प्रतिशत प्राप्तकर्ताओं ने ही सफलता हासिल की। यह अल्बर्टा विश्वविद्यालय में एडमोंटन प्रोटोकॉल की शुरूआत के साथ बदल गया। इस व्यवस्था ने सावधानीपूर्वक रोगी चयन और उच्च गुणवत्ता वाले आइलेट तैयारी के साथ एक स्टेरॉयड-मुक्त इम्यूनोसप्रेसिव प्रोटोकॉल को संयुक्त किया।

• ]Sirolimus (rapamycin) - एक mTOR अवरोधक जो T-cell प्रसार को अवरुद्ध करता है, इंटरलेकिन-2 संकेतन के साथ हस्तक्षेप करके।
• ]Tacrolimus – एक कैल्सीन्युरिन अवरोधक जो टी कोशिकाओं में साइटोकिन उत्पादन को दबाता है।
• ]Daclizumab – आईएल-2 रिसेप्टर अल्फा श्रृंखला के खिलाफ एक मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, प्रत्यारोपण के समय सक्रिय टी कोशिकाओं को अलग करने के लिए प्रेरण चिकित्सा के रूप में इस्तेमाल किया जाता है।

एडमोंटन प्रोटोकॉल ने एक वर्ष में 80 प्रतिशत से अधिक प्राप्तकर्ताओं में इंसुलिन स्वतंत्रता हासिल की, एक नाटकीय सुधार। हालांकि, दीर्घकालिक अनुवर्ती ने चुनौतियों का खुलासा किया: समय के साथ आइसलेट फ़ंक्शन में गिरावट आई, और कई रोगियों ने इम्यूनोसप्रेसिव दवाओं से साइड इफेक्ट का अनुभव किया, जिसमें मुंह के छाल, दस्त, एडिमा और नेफ्रोक्सिसिटी शामिल हैं। बाद में संशोधनों ने कई केंद्रों में मायकोफेनोलेट मोफिटिल के साथ सिलिमस को बदल दिया है, और बेसिलिमब ने डेक्लाइज़ुम्ब को बदल दिया है (जो अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं है)। कुछ केंद्र अब बीलेटसेप्ट का उपयोग करते हैं, एक सह-उत्ते ब्लॉकर जो बेहतर गुर्दे की सुरक्षा प्रोफाइल हो सकती है।

Encapsulation and Immune Evasion

आजीवन इम्युनोसप्रेशन की आवश्यकता आइलेट प्रत्यारोपण को व्यापक रूप से अपनाने के लिए एक प्रमुख बाधा है। दवाएं संक्रमण, घातकता और अंग विषाक्तता के जोखिम को बढ़ाती हैं, और वे कुछ रोगियों द्वारा खराब सहन किए जाते हैं। शोधकर्ताओं ने लंबे समय तक सिस्टमिक इम्यूनोसप्रेशन के बिना प्रतिरक्षा प्रणाली से आईलेट्स की रक्षा करने के तरीके तलाश किए हैं। इनकैप्सुलेशन सबसे सक्रिय जांच दृष्टिकोण है।

सिद्धांत सीधा है: एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली में इसलेट को संलग्न करें जो ग्लूकोज और इंसुलिन को स्वतंत्र रूप से पारित करने की अनुमति देता है लेकिन प्रतिरक्षा कोशिकाओं और बड़े एंटीबॉडी को अवरुद्ध करता है। कई encapsulation रणनीतियों के विकास के तहत हैं:

• ]Macroencapsulation - एक बड़ा उपकरण, अक्सर एक फ्लैट थैली या डिस्क जैसा दिखता है, जिसे त्वचा के नीचे या पेरिटोनियल गुहा में रखा जा सकता है। उपकरण में हजारों आइसलेट हैं और इसे आवश्यकतानुसार पुनः प्राप्त करने में डिज़ाइन किया गया है। ViaCyte (अब Vertex फार्मास्यूटिकल्स का हिस्सा) से सबसे उन्नत मैक्रोएनकैप्सुलेशन डिवाइस नैदानिक परीक्षणों में परीक्षण किया गया है और आइलेट अस्तित्व का समर्थन करने के लिए दिखाया गया है, हालांकि कार्यात्मक कोशिकाओं की संख्या सीमित है।
• ]माइक्रोएनकैप्सुलेशन - प्रत्येक आइलेट को व्यक्तिगत रूप से अल्जीनेट की पतली परत में लेपित किया जाता है, जो समुद्री शैवाल से उत्पन्न एक जैवसंगत बहुलक है। माइक्रोकैप्सूल (आमतौर पर 300 से 500 माइक्रोमीटर व्यास) कुशल प्रसार के लिए एक उच्च सतह से वॉल्यूम अनुपात प्रदान करते हैं। प्रारंभिक नैदानिक परीक्षणों से पता चला है कि माइक्रोएनकैप्सुलेटेड आइसलेट्स महीनों के लिए इम्युनोसप्रेशन के बिना जीवित रह सकते हैं, लेकिन दीर्घकालिक कार्य फाइब्रोसिस और ऑक्सीजन आपूर्ति द्वारा सीमित रहता है।
• ]Layer-by-layer encapsulation – नैनो पैमाने पर कोटिंग्स का उपयोग कर इसलेट सतह पर लागू किया जाता है, जो आरोपित पॉलिमर की वैकल्पिक परतों का उपयोग करता है। यह दृष्टिकोण कोटिंग की मोटाई और पारगम्यता पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है और प्रसार दूरी को कम करता है। यह अभी भी पूर्व नैदानिक विकास में है लेकिन कैप्सूल की मात्रा को कम करने और पोषक तत्वों के आदान-प्रदान में सुधार के मामले में सैद्धांतिक लाभ प्रदान करता है।

इन बाधाओं के बावजूद, एन्कैप्सुलेशन एक उच्च चयापचय मांग है और अधिकांश प्रत्यारोपण साइटों में पाए जाने वाले लोगों की तुलना में ऑक्सीजन सांद्रता की आवश्यकता होती है। इस पते की रणनीतियां ऑक्सीजन उत्पन्न करने वाली जैव सामग्री या सह-एनेकैप्सुलेटिंग ऑक्सीजन वाहक शामिल हैं। इन बाधाओं के बावजूद, एन्कैप्सुलेशन कम जोखिम वाली आइसलेट थेरेपी के लिए सबसे आशाजनक मार्गों में से एक है।

ब्रॉडर्स एप्लिकेशन को सीमित करने वाली चुनौतियां

इसलेट प्रत्यारोपण की सफलता के बावजूद, क्षेत्र में पर्याप्त बाधाएं होती हैं जो इसे टाइप 1 मधुमेह के लिए मुख्यधारा के उपचार से रोकती हैं। इन चुनौतियों को समझना यह अनुमान लगाने के लिए आवश्यक है कि अनुसंधान किस दिशा में है।

डोनर शॉर्टेज

उपलब्ध दाता की संख्या नैदानिक आवश्यकता से बहुत कम है। संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 1.5 मिलियन लोग टाइप 1 मधुमेह के साथ रहते हैं, फिर भी प्रति वर्ष 2,000 मृतकों से कम आइसलेट अलगाव के लिए उपयुक्त हैं। कई अग्न्याशय को खारिज कर दिया जाता है क्योंकि दाता बहुत युवा (10 साल के तहत) या बहुत पुराना (60 से अधिक) है, इसमें एक उच्च BMI है, इसमें लंबे समय तक ठंडी आइसकेमिया समय है, या इसमें अग्नाशयशोथ जैसे स्वास्थ्य मुद्दों को अंतर्निहित किया गया है। परिणाम एक गंभीर आपूर्ति-डिमांड गलत है जो पात्र रोगियों के एक छोटे अंश के प्रत्यारोपण को सीमित करता है।

इस कमी ने वैकल्पिक सेल स्रोतों को खोजने के लिए प्रयास किए हैं। यदि कार्यात्मक आइलेट कोशिकाओं की विश्वसनीय, असीमित आपूर्ति का उत्पादन किया जा सकता है, तो डोनर की कमी एक निश्चित बाधा के बजाय ऐतिहासिक फुटनोट बन जाएगी।

दीर्घकालिक ग्राफ स्थायित्व

यहां तक कि जब प्रत्यारोपण सफल होता है, तो आइलेट फंक्शन समय के साथ गिरावट आती है। सहयोगात्मक आइलेट ट्रांसप्लांट रजिस्ट्री से रजिस्ट्री डेटा इंगित करता है कि 50 से 70 प्रतिशत प्राप्तकर्ताओं को एक साल में इंसुलिन-स्वतंत्र रहते हैं, लेकिन यह संख्या पांच वर्षों में 30 से 50 प्रतिशत तक गिरती है। दस वर्षों तक, अधिकांश रोगियों ने इंसुलिन के कुछ स्तर को फिर से शुरू किया है, हालांकि वे अक्सर पूर्व प्रत्यारोपण स्तरों की तुलना में बेहतर ग्लिसीमिक नियंत्रण बनाए रखते हैं।

इस गिरावट के कारण बहुकार्यात्मक हैं। क्रोनिक एलोइम्यून अस्वीकृति भी इम्युनोसप्रेशन के साथ हो सकती है। आवर्तक आत्मप्रतिरक्षा प्रत्यारोपण बीटा कोशिकाओं को लक्षित कर सकती है। इम्युनोसप्रेशनिव ड्रग्स, विशेष रूप से कैल्सिन्युरिन अवरोधक जैसे टैक्रोलिमस, बीटा कोशिकाओं पर प्रत्यक्ष विषाक्त प्रभाव डाल सकते हैं और इंसुलिन स्राव को खराब कर सकते हैं। सीमित आइसलेट द्रव्यमान पर रखी गई उच्च चयापचय मांग बीटा सेल थकावट और एपोप्टोसिस का कारण बन सकती है। और यकृत वातावरण, जहां आईलेट्स को संक्रमित किया जाता है, अपेक्षाकृत कम ऑक्सीजन तनाव होता है, जो दीर्घकालिक graft नुकसान में योगदान दे सकता है।

भविष्य निर्देशन और उभरती प्रौद्योगिकी

कई शोधों की रेखाओं को दान करने वाले की सीमाओं को दूर करने के लिए डोनर आइलेट प्रत्यारोपण की सीमा को पार करने और संभवतः टाइप 1 मधुमेह के उपचार को बदलने के लिए प्रतिबद्ध है।

स्टेम सेल-Derived Islets

क्षेत्र में सबसे रोमांचक विकास प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल से इंसुलिन पैदा करने वाले बीटा कोशिकाओं को उत्पन्न करने की क्षमता है। 2014 में, हार्वर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने डगलस मेल्टन के नेतृत्व में एक ऐतिहासिक अध्ययन प्रकाशित किया जिसमें दिखाया गया है कि मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं को अलग-अलग तरीकों की एक श्रृंखला के माध्यम से निर्देशित किया जा सकता है ताकि कार्यात्मक बीटा कोशिकाओं को विकसित किया जा सके जो ग्लूकोज के जवाब में इंसुलिन को गुप्त कर दिया गया। प्रोटोकॉल ने अग्नाशयिक गठन के सामान्य विकास चरणों को फिर से स्थापित किया, जिसके परिणामस्वरूप कोशिकाओं में प्रमुख बीटा सेल मार्करों को व्यक्त किया गया और विवो और विवो में ग्लूकोज-उत्कीर्णित इंसुलिन स्राव प्रदर्शित किया गया।

तब से, कई कंपनियों ने नैदानिक उपयोग की ओर स्टेम सेल-व्युत्पन्न आइसलेट्स को उन्नत किया है। वर्टेक्स फार्मास्यूटिकल्स ने VX-880 के साथ नैदानिक परीक्षणों की शुरूआत की है, जो कि एलोजेनिक स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त एक उत्पाद है जो पूरी तरह से परिपक्व आइसलेट कोशिकाओं में अलग हो जाता है। प्रारंभिक परिणाम उल्लेखनीय हैं: पहला रोगी ने एक एकल संक्रमण के बाद इंसुलिन स्वतंत्रता हासिल की, जिसमें मजबूत सी-पेप्टाइड उत्पादन और उत्कृष्ट ग्लाइसेमिक नियंत्रण शामिल है। जबकि रोगी को इम्युनोसप्रेशन की आवश्यकता थी, परिणाम अवधारणा का प्रमाण प्रदान करते हैं जो स्टेम सेल-व्युत्पन्न आइसलेट मनुष्यों में कार्य कर सकते हैं।

वर्टेक्स VX-264 भी विकसित कर रहा है, जो इम्युनोसप्रेस्सन की जरूरत को खत्म करने के लिए स्टेम सेल-व्युत्पन्न आइलेट्स को एक encapsulation डिवाइस के साथ जोड़ती है। यह उत्पाद पहले चरण के नैदानिक परीक्षणों में है। यदि सफल हो गया तो यह किसी भी रोगी को टाइप 1 मधुमेह के साथ उपलब्ध एक परिवर्तनीय चिकित्सा का प्रतिनिधित्व कर सकता है, चाहे डोनर उपलब्धता की परवाह किए बिना।

स्टेम सेल-विकासित आइसलेट्स के फायदे महत्वपूर्ण हैं। उन्हें लगातार गुणवत्ता के साथ असीमित मात्रा में उत्पादित किया जा सकता है। उन्हें इम्युनोजेनिटी को कम करने या समाप्त करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। और उन्हें यह सुनिश्चित करने के लिए मानकीकृत किया जा सकता है कि प्रत्येक खुराक में कार्यात्मक कोशिकाओं की एक निश्चित संख्या होती है। चुनौती दीर्घकालिक सुरक्षा और प्रभावकारिता का प्रदर्शन करती है, विशेष रूप से टेराटोमा गठन (निवासीय अनिच्छुक कोशिकाओं से) के जोखिम और कार्य की स्थायित्व के बारे में।

जीन संपादन और यूनिवर्सल डोनर सेल

CRISPR-Cas9 और अन्य जीन संपादन उपकरण दोनों डोनर आइलेट्स और स्टेम सेल व्युत्पन्न आइलेट्स के लिए इम्युनोजेनिकी को कम करने के लिए लागू किया जा रहा है। लक्ष्य सार्वभौमिक डोनर कोशिकाओं है कि एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया ट्रिगर बिना किसी प्राप्तकर्ता में प्रत्यारोपण किया जा सकता बनाने के लिए है। कई दृष्टिकोणों की जांच के तहत कर रहे हैं:

• ] HLA अणुओं का नॉकआउट - HLA वर्ग I को खत्म करना और द्वितीय श्रेणी के अणु टी-सेल मान्यता को रोकता है। हालांकि, यह कोशिकाओं को प्राकृतिक हत्यारा (NK) कोशिकाओं की कमजोरी भी बनाता है, जो कोशिकाओं को HLA की कमी को पहचानता है। NK-सेल अवरोधक ligands को व्यक्त करने के लिए अतिरिक्त इंजीनियरिंग की आवश्यकता है।
• ]] प्रतिरक्षा क्लोकिंग अणुओं का निष्कर्षण - CD47, एक सेल-सतह प्रोटीन जो मैक्रोफेज को "मुझे नहीं खाता" संकेत देता है, को अनादर प्रतिरक्षा विनाश से भ्रष्टाचार की रक्षा के लिए ओवरएक्सप्रेस किया जा सकता है।
• ]सुरक्षात्मक transgenes की शुरूआत - जीन जो भड़काऊ साइटोकिन्स (जैसे IL-1 रिसेप्टर विरोधी या विरोधी epoptotic प्रोटीन) के प्रतिरोध को सीमित करते हैं, को होस्टाइल प्रत्यारोपण वातावरण से बचे हुए आइसलेट्स की मदद के लिए पेश किया जा सकता है।
• ]Hypoimmune islets[ – कुछ समूहों ने इस प्रकार के इंजीनियर हैं कि एक साथ HLA कक्षा I और II को बाहर नॉक करें, HLA-E (जो NK कोशिकाओं को रोकता है) व्यक्त करते हैं, और CD47 को ओवरएक्सप्रेस करते हैं। पशु मॉडल में, ये हाइपोइम्यून आइलेट्स इम्युनोसप्रेस के बिना महीनों तक जीवित रहते हैं।

स्टेम सेल प्रौद्योगिकी और जीन संपादन का संयोजन ऑफ-शेल्फ बनाने का वादा रखता है, सार्वभौमिक दाता आइलेट्स जो बिना अस्वीकृति के किसी भी रोगी में प्रत्यारोपण किया जा सकता है। यह दाता की कमी और इम्युनोसप्रेशन की आवश्यकता दोनों को समाप्त करेगा, जो क्षेत्र में दो सबसे बड़ी समस्याओं को हल करेगा।

वैकल्पिक प्रत्यारोपण साइट

यकृत एडमोंटन प्रोटोकॉल के विकास के बाद से आइसलेट जलसेक के लिए मानक स्थल रहा है। पोर्टल नस न्यूनतम आक्रामक कैथेटर प्रक्रिया के माध्यम से सुलभ है, और यकृत आइसलेट वृद्धि के लिए एक सहायक वातावरण प्रदान करता है। हालांकि, यकृत आदर्श से दूर है। यकृत साइनसोइड में ऑक्सीजन तनाव अपेक्षाकृत कम है, जो आइलेट हाइपोक्सिया और सेल मौत में योगदान दे सकता है। यकृत भी इम्यूनोसप्रेसिव दवाओं की उच्च सांद्रता और मौखिक दवाओं के पहले-पास चयापचय के लिए आइसलेट्स को उजागर करता है। भ्रष्टाचार की बायोप्सी मुश्किल है, और असफल भ्रष्टाचार के पुनर्प्राप्ति अनिवार्य रूप से असंभव है।

शोधकर्ता वैकल्पिक प्रत्यारोपण साइटों की खोज कर रहे हैं जो आइलेट अस्तित्व और कार्य के लिए बेहतर स्थिति प्रदान कर सकते हैं:

• ]Omentum - Omentum, पेट में एक फैटी झिल्ली, एक प्रमुख उम्मीदवार के रूप में उभरा है। यह अत्यधिक संवहनी है, लेप्रोस्कोपिक रूप से पहुँचा जा सकता है, और यदि आवश्यक हो तो पुनर्प्राप्ति की अनुमति देता है। इसलेट को एक बायोडिग्रेडेबल पाड़ पर बीज दिया जा सकता है और ओमेंटम पर रखा जा सकता है, जहां वे उत्कीर्ण हो जाते हैं और संवहनी बन जाते हैं। ओमेंटल साइट का उपयोग करके नैदानिक परीक्षणों ने आशाजनक परिणाम दिखाए हैं।
• ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[FLT:[FLT:[FLT: [[[[[[FLT:[[[[[[FLT
• ]] आंख के पूर्वकाल कक्ष - आंख का पूर्वकाल कक्ष उच्च ऑक्सीजन तनाव और ग्राफ्ट की आसान दृश्य निगरानी के साथ एक प्रतिरक्षा-निजी स्थल है। इस्टलेट को पूर्वकाल कक्ष में प्रत्यारोपण किया जा सकता है, माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके गैर-इनवेसिव रूप से देखा जा सकता है, जो कि ग्राफ्ट फंक्शन में एक विंडो प्रदान करता है। यह दृष्टिकोण अभी भी प्रयोगात्मक है लेकिन नैदानिक उपयोग के लिए अनुसंधान और संभावित रूप से अद्वितीय लाभ प्रदान करता है।
• Bone marrow – हड्डी मज्जा एक अन्य प्रतिरक्षा-निर्भर साइट है जिसका प्रयोग प्रयोग प्रयोग प्रयोग किया गया है। इस्टलेट ने हड्डी मज्जा में घुसपैठ की है, जिसे पशु मॉडलों में उत्कीर्णि और कार्य दिखाया गया है।

आदर्श प्रत्यारोपण साइट उच्च ऑक्सीजन तनाव, प्रत्यारोपण और निगरानी के लिए आसान पहुंच, प्रतिरक्षा हमले से सुरक्षा और यदि आवश्यक हो तो भ्रष्टाचार को पुनः प्राप्त करने की क्षमता प्रदान करेगी। वर्तमान में कोई भी साइट इन सभी मानदंडों को पूरा नहीं करती है, लेकिन ओमेंटम नैदानिक गोद लेने के करीब दिखाई देता है।

क्या रोगी को उम्मीद कर सकते हैं

रोगियों को आइलेट प्रत्यारोपण पर विचार करने के लिए, यथार्थवादी उम्मीदें आवश्यक हैं। प्रक्रिया टाइप 1 मधुमेह का इलाज नहीं करती है, लेकिन यह नाटकीय रूप से ग्लाइसेमिक नियंत्रण और जीवन की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है। सबसे अच्छा परिणाम उन रोगियों में देखे जाते हैं जो पर्याप्त आइसलेट खुराक (कम से कम 5,000 आईईक्यू / किग्रा) प्राप्त करते हैं, उनके पास अच्छा एचएलए मिलान है और उनके इम्युनोसप्रेसिव रेजिमेंट का पालन करते हैं।

आइलेट प्रत्यारोपण का प्राथमिक लक्ष्य हाइपोग्लाइसेमिया जागरूकता को बहाल करना और गंभीर हाइपोग्लाइसेमिक घटनाओं को रोकना है। यहां तक कि उन रोगियों में जो पूर्ण इंसुलिन स्वतंत्रता प्राप्त नहीं करते हैं, अधिकांश अनुभव हाइपोग्लाइसेमिया आवृत्ति और गंभीरता में महत्वपूर्ण कमी का अनुभव करते हैं। ग्लिसेटेड हेमोग्लोबिन (HbA1c) स्तर आम तौर पर सुधार करते हैं और रोगी जीवन की गुणवत्ता में सुधार करते हैं, मधुमेह से संबंधित संकट को कम करते हैं, और दैनिक गतिविधियों में अधिक स्वतंत्रता करते हैं।

हालांकि, आइसलेट प्रत्यारोपण जोखिम के बिना नहीं है। जलसेक प्रक्रिया रक्तस्राव, पोर्टल शिरा थ्रोम्बोसिस और यकृत एंजाइमों की ऊंचाई को बढ़ा सकती है। इम्यूनोसप्रेशन संक्रमण, घातकता और दवा-विशिष्ट दुष्प्रभावों के जोखिम को पूरा करता है। और ग्राफ्ट की दीर्घकालिक स्थायित्व सीमित रहती है, ज्यादातर रोगियों के साथ अंततः कुछ इंसुलिन उपयोग को फिर से शुरू कर दिया जाता है। इन कारणों से, आइलेट प्रत्यारोपण वर्तमान में टाइप 1 मधुमेह वाले रोगियों के लिए आरक्षित है, जिनके पास अनुकूलित चिकित्सा प्रबंधन के बावजूद पुनःवर्ती गंभीर हाइपोग्लाइसीमिया या हाइपोग्लाइसीमिया अनजानता है।

निष्कर्ष

डोनर islet सेल प्रत्यारोपण पिछले दो दशकों में टाइप 1 मधुमेह के उपचार में सबसे महत्वपूर्ण प्रगति में से एक का प्रतिनिधित्व करता है। प्रक्रिया ने इंसुलिन स्वतंत्रता को बहाल किया है और हजारों रोगियों के जीवन में नाटकीय रूप से सुधार किया है। मिलान प्रक्रिया - रक्त के प्रकार, HLA संगतता, islet खुराक और प्राप्तकर्ता संवेदीकरण को शामिल करती है - एक सावधानीपूर्वक कैलिब्रेटेड प्रणाली है जिसे गंभीर रूप से सीमित डोनर पूल के बाधाओं के भीतर graft अस्तित्व को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फिर भी वर्तमान चिकित्सा गंतव्य के बजाय एक पुल बनी हुई है। मृत दाताओं पर निर्भरता और आजीवन प्रतिरक्षासंप्रदाय के लिए आवश्यकता पात्र रोगियों के एक छोटे से अंश के लिए अपने आवेदन को सीमित करती है।

आइलेट प्रत्यारोपण का भविष्य तीन अभिसरण तकनीकों में निहित है: स्टेम सेल जीवविज्ञान, जीन संपादन और encapsulation। स्टेम कोशिकाओं से कार्यात्मक आइलेट कोशिकाओं की असीमित मात्रा उत्पन्न करने की क्षमता, आनुवंशिक इंजीनियरिंग के साथ संयुक्त रूप से उन्हें प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए अदृश्य प्रदान करने के लिए, प्रतिरक्षा दमन की आवश्यकता के बिना किसी भी रोगी को उपलब्ध एक ऑफ-द-शेल्फ उत्पाद का उत्पादन कर सकता है। नैदानिक परीक्षण पहले से ही चल रहे हैं, और प्रारंभिक परिणाम आशाजनक हैं। जबकि चुनौतियां रहती हैं - विशेष रूप से दीर्घकालिक स्थायित्व और सुरक्षा के बारे में - ट्रेजेक्टरी स्पष्ट है। दिन जल्द ही एक विश्वसनीय, प्रतिरक्षा-क्षमक आइलेट उत्पाद के प्रकार 1 मधुमेह के साथ किसी भी रोगी को दिया जा सकता है।

आगे पढ़ने के लिए, राष्ट्रीय मधुमेह संस्थान और पाचन और गुर्दे रोग व्यापक रोगी जानकारी प्रदान करता है। ]अंतर्राष्ट्रीय द्वीप प्रत्यारोपण रजिस्ट्री ] वैश्विक परिणाम और नैदानिक डेटा ट्रैक करता है। वर्तमान नैदानिक परीक्षणों का पता ClinicalTrials.gov]]] के माध्यम से किया जा सकता है। स्टेम सेल अनुसंधान में रुचि रखने वालों के लिए, [[FLT:FLT:6]JDRF बीटा सेल प्रतिस्थापन चिकित्सा में नवीनतम घटनाक्रम पर अद्यतन प्रदान करता है।