Transplantácia buniek z ostrova Islet sa objavila ako výkonná experimentálna terapia pre jednotlivcov s diabetom typu 1, ktorí majú závažné hypoglykemické nevedomosti alebo labilnej kontroly glukózy v krvi napriek intenzívnej liečbe inzulínom. Postup zahŕňa izoláciu inzulín produkujúcich ostrovčeky chrupavky beta, alfa, delta a iné endokrinné bunky chromozómového systému od zosnulého darcu pankreasu a ich napadnutie do pečene príjemcu cez portálnu žilu. Po tom, čo tieto bunky dokážu vnímať hladinu glukózy v krvi a vylučujú inzulín, pomáhajú obnoviť stupeň fyziologickej glykemickej regulácie. Transplantácia ostrovčeka sa zatiaľ nepovažuje za štandardnú liečbu, poskytuje jedinečnú príležitosť na zníženie alebo dokonca odstránenie exogénnej inzulínovej závislosti u starostlivo vybraných pacientov.

Pochopenie transplantácie buniek ostrovov

Jadrom logiky za transplantáciou ostrovčekov spočíva v strate pankreatických beta buniek, ktoré charakterizujú diabetes 1. typu. V tejto autoimunitnej choroby, telo

Transplantačný proces začína obstaraním darcu pankreasu, typicky zo zosnulého darcu orgánov. pankreas je prepravený do izolačného zariadenia ostrovčeka, kde sa podrobuje enzymatickej tráveniu a purifikácii, aby sa oddelili bunky ostrovčeka od okolitého exokrinného tkaniva. Tento krok izolácie je kritický a kvalita ostrovčekov priamo ovplyvňuje úspech transplantácie. Po očistení sa prípravok z ostrovčeka posudzuje na životaschopnosť, čistotu a sterilitu pred tým, ako sa infúzia do pečene príjemcu. Pečeň je zvolená ako implantačné miesto, pretože ponúka bohaté zásobovanie krvi, poskytuje transplantované bunky s kyslíkom a živiny potrebné pre prežitie, a pretože portálová žila poskytuje priamy prístup k infúzii prostredníctvom minimálne invazívnej rádiologickej alebo chirurgickej procedúry.

Pacienti zvyčajne dostávajú jednu alebo viac darcovských Isletov v priebehu liečebného režimu, často vedený Edmonton Protocol

Miera úspešnosti a klinické výsledky

Úspech transplantácie ostrovčekov je definovaný viacerými spôsobmi: úplná nezávislosť inzulínu (vysadenie všetkého exogénneho inzulínu), podstatné zníženie potreby inzulínu (často > 50% zníženie oproti východiskovej hodnote) a zlepšenie glykemickej stability s elimináciou závažných hypoglykemických príhod. Najambicióznejší cieľ

Podľa údajov z registra transplantácie Ostrovu spolupráce (CITR), ktorý sleduje výsledky z centier po celom svete, približne 50 − 60% príjemcov transplantátu ostrovčeka dosahuje nezávislosť od inzulínu po jednom roku po transplantácii. Avšak táto miera klesá na približne 30 − 40% po troch rokoch a klesá na 20 − 30 − 30 percent po piatich rokoch. Nedávna analýza 15 rokov údajov CITR uverejnených v []Diabetes Care však zistila, že v poslednej ére (2010 − 2019) ročná miera nezávislosti inzulínu dosiahla v niektorých centrách takmer 65%, čo odráža zlepšenie výberu darcu, izoláciu ostrovčeka a indukciu imunosupresie. Napriek tomu postupná strata funkcie štepu zostáva veľkou prekážkou, ktorú spôsobuje imúnne odmietnutie, opakované autoimunity a metabolický stres na transplantovaných bunkách.

Inzulínová nezávislosť a C- Peptidová pozitivita

Viac univerzálnym meradlom funkcie štepu je C-peptid pozitivita, čo naznačuje, že transplantované beta bunky vylučujú endogénny inzulín. Po úspešnej transplantácii prakticky všetci príjemcovia dosahujú merateľné hladiny C-peptidu. Aj keď je inzulín nezávislý, mnoho pacientov si niekoľko rokov zachováva endogénnu sekréciu inzulínu, čo môže zlepšiť glykemickú kontrolu a znížiť riziko závažnej hypoglykémie. Štúdie ukazujú, že miera závažných hypoglykemických udalostí chápaných ako epizódy vyžadujúce pomoc o viac ako 90% u príjemcov transplantátu bez ohľadu na ich stav inzulínovej nezávislosti. Toto dramatické zníženie hypoglykémie je možno najzávažnejším klinickým prínosom postupu.

Prežívanie dlhodobej plte

Dlhodobé údaje naznačujú, že transplantované ostrovčekové bunky čelia neustálemu boju proti poraneniu sprostredkovanému imunitným systémom. Potreba chronickej imunosupresie predstavuje vlastný súbor rizík, vrátane infekcií, nefrotoxicity a malignít. V analýze CITR, medián trvania nezávislosti inzulínu u príjemcov, ktorí ju pôvodne dosiahli, bol približne 24 mesiacov. Avšak, s optimalizovanou imunosupresiou (napr. T-bunky depléciu indukčných látok ako je tyreoglobulín, spolu s kalcineurínovými inhibítormi a mykofenolátmofetilom), niektoré centrá uvádzajú, že nezávislosť inzulínu pretrvávala v podskupine pacientov dlhšie ako päť rokov. Navyše, sa preukázalo, že protokoly, ktoré zahŕňajú viacnásobné infúzie (až tri alebo štyri), zvyšujú celkovú hmotnosť izolátov, čo koreluje s dlhším prežívaním štepu.

Problémy pri transplantácii buniek na ostrove

Napriek pozoruhodnému pokroku, niekoľko kritických výziev obmedziť rozšírené prijatie transplantácie ostrovčeka. V prvom rade je nedostatok darcu pankreaty. V Spojených štátoch, menej ako 7000 pankreatických darcov sú k dispozícii každý rok, zatiaľ čo milióny ľudí žijú s diabetom typu 1. Len malá časť týchto darcov pankreatity výnos dostatočné ostrovčeky pre transplantáciu, a ostrovček izolácie úspech závisí vo veľkej miere od darcov charakteristiky, ako je vek, index telesnej hmotnosti, a chladu ischémia čas.

Po druhé, okamžité po-infúzie prostredie je nepriateľský k transplantovaných ostrovčekov. Portálnej žily infúzie spúšťa okamžitý krv-sprostredkované zápalové reakcie (IBMIR), ktoré môžu zničiť až 50% transplantovaných buniek v priebehu niekoľkých hodín. Heparín a iné antikoagulanciá sa používajú na zmiernenie IBMIR, ale strata zostáva významná. Okrem toho, pečeň

Po tretie, chronická imunosupresia je dvojsečný meč. Aj keď zabraňuje akútnej alografickej rejekcie, to tiež zvyšuje citlivosť na infekcie (napr, cytomegalovírusová, BK polyomavírus), spôsobuje nefrotoxicitu, ktorá môže urýchliť renálny pokles u pacientov už v ohrození, a zvyšuje celoživotné riziko niektorých druhov rakoviny. Rizikový výpočet v súčasnosti obmedzuje transplantácie ostrovčeka na pacientov so život ohrozujúcou hypoglykemickou nevedomosťou alebo extrémnou glykemickou labilita

Kritériá výberu pacienta

Na maximalizáciu úspechu a minimalizáciu rizika sa používajú prísne kritériá výberu. Ideálne kandidáti sú dospelí vo veku 18 chutí65 s diabetom typu 1 dlhého trvania (obvykle > 5 rokov), zdokumentované závažné hypoglykémie alebo glykemickej nestability, neporušená funkcia obličiek (alebo stabilný postchedodenný transplantát stav), a absencia významných komorbidit. Pacienti s anamnézou nesúladu, aktívne infekcie, alebo kontraindikácie imunosupresie sú vylúčené. Psychosociálne hodnotenie je tiež rozhodujúce, ako celoživotné odhodlanie k imunosupresii a pravidelné sledovanie vyžaduje silné systémy podpory pacientov.

Faktory ovplyvňujúce úspešnosť transplantácie

Úspech transplantácie ostrovčekových buniek je mnohofaktorový, zahŕňajúci premenné súvisiace s darcom, príjemcom a postupom. Pochopenie týchto faktorov pomáha usmerňovať zlepšenia v praxi.

Kvalita darcu Pancreas

Donor vek, index telesnej hmotnosti, a príčina smrti hlboko ovplyvňujú výnos a životaschopnosť ostrovčeka. Mladší darcovia (20 cheeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

Imunitný profil príjemcu

Východisková autoimúnna aktivita v príjemcovi

Imunosupresívny režim

Kľúčovou inováciou Edmonton Protocol

Počet transplantácií

Pretože jeden pankreas často poskytuje nedostatočné ostrovčeky pre úspešnú transplantáciu (typická požiadavka je 10 000

Prostredie pre príjem

Potransplantačná glykemická kontrola je sama o sebe prediktorom prežívania štepu. Zvýšené hladiny glukózy v krvi majú glukotoxické účinky na transplantované beta bunky, urýchľujúce apoptózu. Udržiavanie takmer normálne glykemickej kontroly prostredníctvom starostlivého manažmentu inzulínu v ranom období po transplantácii môže pomôcť chrániť krehký ostrovček štep. Podobne, inzulínová rezistencia bez ohľadu na obezitu, imunosupresia, alebo súbežné lieky

Budúce perspektívy a vznikajúce technológie

Obmedzenia súčasnej transplantácie ostrovčekov podnietili intenzívny výskum alternatívnych zdrojov buniek produkujúcich inzulín a stratégií na zabránenie chronickej imunosupresii. Niekoľko sľubných spôsobov sa skúma v predklinických a včasných klinických podmienkach.

Kmeňové bunky chromé jedlá

Plurizovateľné kmeňové bunky (embryálne aj indukované pluripotentné kmeňové bunky) sa môžu odlíšiť od beta buniek produkujúcich inzulín pomocou protokolov, ktoré opätovne kapitulujú pankreatický vývoj. Spoločnosti ako Vertex Pharmaceuticals a ViaCyte (teraz časť Vertexu) iniciovali klinické skúšky s prediktormi ostrovčekov, ktoré sú implantované do zariadenia na makrokapsuláciu určeného na ochranu buniek pred imunitným útokom a zároveň umožňujú výmenu živín a inzulínu. Skoré výsledky z skúšky fázy 1/2 uverejnenej v Cell Stem Cell preukázali, že pacienti, ktorí dostávali tieto pomôcky, mali merateľné hladiny C-peptidov a zlepšenia glykemického časového rozpätia. Keďže bunky sú odvodené z obnoviteľného zdroja, obmedzenie dodávok darcovskej pankreatity by sa mohlo prekonať.

Enkapsulácia a imunoprotekcia

Mikrokapsulácia chrupavky alebo klastre s polopriepustnou biokompatibilnou membránou ponúka alternatívu k systémovej imunosupresii. Mikrokapsule na báze algínu boli testované v štúdiách na ľuďoch, s určitými dôkazmi o prežívaní štepu a výrobe inzulínu po dobu niekoľkých rokov, aj keď výsledky boli nekonzistentné v dôsledku fibrotického premnoženia kapsúl. Technológie na zapuzdrenie novej generácie zahŕňajú chemické modifikácie na zníženie odpovede cudzích telies, ako je napríklad triazolom modifikovaná alginátová a povrchovo zlúčená imúnnomodulačná molekula. Ak by dokonalé, zapuzdrenie by mohlo umožniť transplantáciu bez imunosupresie, dramaticky rozšíriť vhodnú populáciu pacientov.

Xenotransplantácia

Ostrovy ošípaných sú dobre študovanou alternatívou ľudských ostrovčekov z dôvodu anatomickej a fyziologickej podobnosti prasacieho a ľudského inzulínu spolu s dostupnosťou darcovských zvierat bez patogénov. Geneticky upravené ošípané, ktoré exprimujú proteíny komplementu (napr. CD46, CD55) a pod expresným alfa-gal epitopom, výrazne znižujú hyperakútnu rejektivitu. Klinické skúšky novorodencových osád transplantovaných pacientom preukázali schopnosť dosiahnuť nezávislosť inzulínu, hoci s potrebou silnej imunosupresie. Riziko endogénneho retrovírusu ošípaných zostáva problémom, ale na zaistenie bezpečnosti sa uplatňujú nástroje na skríning a redukciu génov. Xenotransplantácia by mohla poskytnúť neobmedzené zásoby ostrovčekov, ak sa vyriešia regulačné a etické prekážky.

Editácia génov a imunitná evasion

Technológia CRISPR-Cas9 sa používa na vytvorenie ľudských ostrovčekov, ktoré sú chápané veľkými molekulami komplexu histokompatibility (MHC) triedy I a sú navrhnuté tak, aby exprimovali imunomodulačné proteíny, ako sú PD-L1 alebo HLA-E. Tieto hypoimunogénne ostrovčeky sa vyhýbajú rozpoznaniu tak efektorovými T bunkami, ako aj prirodzenými zabijacími bunkami, čo by mohlo umožniť dlhodobé prežitie štepu bez imunosupresie. Predklinické štúdie u humanizovaných myší preukázali sľubné výsledky a v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov sa očakáva preklad do pokusov s ľuďmi.

Alternatívne miesta implantácie

Kým pečeň zostáva štandardným miestom, výskum pokračuje do alternatívnych lokalít, ktoré môžu ponúknuť priaznivejšie mikroprostredie pre prežitie ostrovčeka. Omentálne vak (zloženie peritoneálneho tkaniva) je predmetom skúmania kvôli bohatému prísunu krvi a dostupnosti pre minimálne invazívnu transplantáciu. Subkutánny priestor, aj keď spočiatku nesľubný kvôli slabej cievnej reaktivácii, môže byť vyrobený ostrovček-priateľský cez prevaskulárne s implantovaným lešenia alebo rastových faktorov. intramuskulárne a vnútrokosti-múrka miesta tiež ukázali skorý sľub na zvieracích modeloch. Každá lokalita ponúka rôzne výhody a výzvy týkajúce sa ostrovčeka engraftment, funkcie a monitorovania.

Záver

Transplantácia buniek ostrova Islet zostáva pozoruhodnou, ale nedokonalou liečbou pre vybraných pacientov s cukrovkou typu 1. Súčasné miery úspešnosti chromozómového ochorenia (50 chromozóma) a to 50 chromozómov, ktoré dosiahli nezávislosť od inzulínu v jednom roku, s postupným poklesom po tomto období chromozómového ochorenia, ako aj pretrvávajúcimi prekážkami ponuky ostrovčekov, okamžitou stratou po transplantácii, imúnnou rejekciou a toxicitou imunosupresie. Avšak pre jednotlivcov, ktorých postihla závažná hypoglykemická nevedomosť alebo krehká cukrovka, môžu byť výhody životom zmenené, výrazne zlepšujúce glykemickú stabilitu a kvalitu života.

Referencie a ďalšie čítanie]