Ученые разработали новый метод трехмерной печати функциональных человеческих островков Лангерганса, способных поддерживать сильные инсулиновые реакции в течение вплоть до трёх недель. Использование нового биочернил, полученного из тканей человеческой поджелудочной железы, позволяет создать инновационный минимально инвазивный подход к трансплантации островков, потенциально преодолевающий некоторые основные проблемы развития клеточной терапии сахарного диабета первого типа.
Сахарный диабет первого типа является аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система атакует производящие инсулин бета-клетки, расположенные в островках поджелудочной железы. Пересадка островков долгое время рассматривалась как перспективный подход к лечению диабета первого типа и избавлению пациента от ежедневных инъекций инсулина. Однако современные методы трансплантации часто приводят к потере функциональности островковых клеток в долгосрочной перспективе, вынуждая пациентов проходить повторные процедуры для поддержания эффекта.
Этот уникальный биоинк, созданный путем смешивания альгината и декеллюлизованной ткани человеческого панкреатического происхождения, использовался для 3D-печати долговечных структур с высоким содержанием островков. Через три недели около 90% клеток островков оставались живыми и продолжали вырабатывать инсулин в ответ на изменение уровня глюкозы.
Инновационность метода заключается именно в составе используемого биоинка. Известно, что внеклеточный матрикс играет ключевую роль в выживании и функциях островков поджелудочной железы, однако существующие методы выделения клеток для трансплантации удаляют этот компонент. Исследовательская группа создала щадящий, свободный от детергентов метод получения растворимого порошка внеклеточного матрикса из тканей поджелудочной железы человека, сохраняя ключевые компоненты, необходимые для жизнеспособности и функций островков.
Затем этот биоинк был использован для изготовления пористых структур, специально спроектированных для улучшения потока крови и питания островков, встроенных внутрь структуры, стимулируя выживание клеток и формирование кровеносных сосудов, что критически важно для длительного существования островков после пересадки. Благодаря низкому давлению и медленной скорости печати исследователи уменьшали механическое воздействие на островки во время процесса биопечати, позволяя клеткам сохранять свою природную форму. Дальнейшие эксперименты показали, что такие структуры сохраняли стабильную форму без образования комочков или разрушения со временем, что было распространённой проблемой предыдущих попыток биопечати.
В отличие от типичных методов пересадки островков, при которых клетки вводятся непосредственно в печень, предложенная структура может имплантироваться прямо под кожу, делая процедуру менее инвазивной и облегчающей удаление в случае нежелательных последствий.