Трансплантация клеток поджелудочной железы
Содержание страницы:
Что такое островковые клетки поджелудочной железы?
Поджелудочная железа - это орган длиною с ладонь, расположенный позади нижней части желудка. Поджелудочная железа вырабатывает инсулин и ферменты, которые помогают организму переваривать пищу. В поджелудочной железе расположены группы клеток, которые носят название островков Лангерганса. Островки состоят из нескольких типов клеток, включая бета-клетки, которые вырабатывают инсулин.
Подписи к рисунку:Liver - печень; Pancreatic islet - островок Лангерганса; Pancreas - поджелудочная железа; Beta cell - бета-клетка.
Инсулин - это гормон, помогающий организму использовать глюкозу в качестве источника энергии. Диабет развивается, когда организм производит недостаточное количество инсулина или не может правильным образом его использовать, или при сочетании указанных нарушений, что приводит к накоплению глюкозы в крови. При диабете типа 1 - аутоиммунном заболевании - бета-клетки поджелудочной железы прекращают вырабатывать инсулин, так как иммунная система организма атакует и уничтожает их. Людям с диабетом типа 1 необходимо ежедневно вводить инсулин для того, чтобы жить. Диабет типа 2 обычно начинается с состояния, называемого инсулинорезистентностью, при котором нарушается эффективность использования инсулина. С течением времени также снижается и образование инсулина, поэтому у многих людей с диабетом типа 2 в конечном итоге возникает необходимость во введении инсулина.
[Вверх]
Что такое трансплантация островковых клеток поджелудочной железы?
В ходе экспериментальной процедуры, называемой трансплантацией островковых клеток поджелудочной железы, у погибшего донора органов берут островковые клетки из поджелудочной железы. Их очищают, обрабатывают и пересаживают другому человеку. После имплантации бета-клетки островков Лангерганса начинают вырабатывать и высвобождать инсулин. Исследователи надеются, что трансплантация островковых клеток поможет людям с диабетом типа 1 жить без ежедневных инъекций инсулина.
Перспективные научные разработки
За последние годы исследователи достигли значительных успехов в трансплантации островковых клеток. Начиная с момента первого сообщения о полученных результатах в июньском номере журнала New England Journal of Medicine за 2000 год, исследователи Университета Альберта в Эдмонтоне, Канада, продолжили применять и улучшать процедуру по пересадке островковых клеток поджелудочной железы, называемую эдмонтонским протоколом, у отдельных больных с сахарным диабетом типа 1, который трудно поддается контролю. В 2005 году исследователи опубликовали результаты 5-летнего наблюдения 65 больных, которые прошли процедуру трансплантации в их центре, и сообщили о том, что 10 процентов больных сохранили возможность не вводить инсулин через 5 лет после трансплантации.
Большинство реципиентов вернулись к введению инсулина в связи с тем, что пересаженные островки потеряли способность осуществлять свою функцию с течением времени. Однако исследователи отмечают, что многие люди после трансплантации смогли уменьшить потребность в инъекциях инсулина, достичь большей стабильности уровня глюкозы крови и уменьшить сложности, связанные с гипогликемией, также называемой низким уровнем сахара в крови.
В ежегодном отчете Совместного реестра трансплантации островковых клеток за 2006 год, который финансируется Национальным институтом диабета, болезней пищеварительной системы и почек, представлены результаты 23 программ по трансплантации островковых клеток у 225 больных, получивших трансплантат в период с 1999 по 2005 годы. В соответствии с отчетом, около двух третей реципиентов достигли «независимости от инсулина» - определявшейся как возможность прекратить инъекции инсулина не менее чем на 14 дней - в течение года наблюдения после трансплантации. Однако другие результаты отчета продемонстрировали, что независимость от инсулина сложно поддерживать длительно. Через шесть месяцев после последней инфузии островковых клеток более чем половине реципиентов не требовались инъекции инсулина, однако при наблюдении через 2 года доля таких больных снизилась до одной трети реципиентов. В отчете описаны другие преимущества трансплантации островковых клеток, включая снижение потребности в инсулине среди реципиентов, у которых сохранялась необходимость во введении инсулина, улучшение контроля уровня глюкозы крови и значительное снижение риска эпизодов тяжелой гипогликемии.
В отчете за 2006 год международного исследования трансплантации островковых клеток Сети иммунологической толерантности, исследователи подчеркнули ценность трансплантации, позволяющей преодолеть состояние, известное как нечувствительность к гипогликемии. Люди с нечувствительностью к гипогликемии подвержены опасным эпизодам тяжелой гипогликемии, так как они не способны почувствовать, что уровень глюкозы крови слишком низкий. Исследование продемонстрировало, что даже частичное функционирование островковых клеток после трансплантации может устранить нечувствительность к гипогликемии.
Процедура трансплантации
Исследователи используют специальные ферменты для отделения островковых клеток от поджелудочной железы умершего донора. В связи с хрупкостью островковых клеток, трансплантация проводится вскоре после их выделения. Обычно больной получает не менее 10000 «эквивалентов» островковых клеток на килограмм массы тела, полученных из двух донорских поджелудочных желез. Больным часто требуется две трансплантации для достижения независимости от инсулина. При некоторых трансплантациях используется меньшее количество эквивалентов островковых клеток, получаемых из одной донорской поджелудочной железы.
Трансплантацию часто проводит врач-рентгенолог, использующий рентгенографию и ультразвуковое исследование для контроля размещения катетера - небольшой пластиковой трубки - который проводят через верхнюю часть живота в портальную вену печени. Затем островки медленно вводят через катетер в печень. Больному делают местную анестезию и вводят седативные препараты. В некоторых случаях хирург может провести трансплантацию через небольшой разрез под общей анестезией.
Подписи к рисунку: Donor - донор;Recipient - реципиент; Liver - печень;Pancreatic islet - островок Лангерганса; Pancreas - поджелудочная железа;Infusion of islets - инфузия островковых клеток.
Островки, выделенные из донорской поджелудочной железы, вводят в печень. После имплантации бета-клетки островков начинают вырабатывать и высвобождать инсулин.
Островковые клетки начинают секретировать инсулин вскоре после трансплантации. Однако для достижения полного функционирования островковых клеток и роста новых кровеносных сосудов к островковым клеткам требуется время. Врач назначит большое количество анализов для контроля уровня глюкозы крови после трансплантации, а также введение инсулина до достижения полного функционирования островковых клеток.
[Вверх]
Какие существуют преимущества и недостатки трансплантации островковых клеток поджелудочной железы?
Целью трансплантации островковых клеток поджелудочной железы является введение достаточного количества островковых клеток для достижения контроля уровня глюкозы крови без необходимости во введении инсулина. Другие преимущества могут включать улучшение контроля уровня глюкозы крови и предотвращение потенциально опасных эпизодов гипогликемии. В связи с тем, что хороший контроль уровня глюкозы крови может замедлить или предотвратить прогрессирование осложнений, связанных с диабетом, таких как заболевания сердца, почек, а также повреждение нервов или глаз, успешная трансплантация может снизить риск этих осложнений.
Возможный риск при трансплантации островковых клеток - это риск, связанный с процедурой трансплантации, в частности, кровотечение и тромбообразование, а также эффекты терапии иммунодепрессантами, которые лица, получившие трансплантат, должны принимать, чтобы не дать иммунной системе отторгнуть пересаженные островковые клетки.
Иммунодепрессанты
Самой большой проблемой трансплантации является отторжение. Иммунная система организма запрограммирована на уничтожение бактерий, вирусов и тканей, которые она распознает как «чужеродные», включая пересаженные островковые клетки. Кроме того, аутоиммунная реакция, которая в первую очередь уничтожила собственные островковые клетки реципиента, может возникнуть вновь, и иммунитет атакует пересаженные островковые клетки. Иммунодепрессанты необходимы для сохранения функционирования пересаженных островковых клеток.
Эдмонтонский протокол ввел применение новой комбинации иммунодепрессантов, также называемых препаратами для предотвращения отторжения. Один из этих препаратов вводят внутривенно сразу после трансплантации, а затем его применение прекращают. Другие два основных препарата, удерживающих иммунную систему от уничтожения трансплантированных островковых клеток, следует принимать пожизненно или до тех пор, пока островковые клетки сохраняют свою функцию. Эти препараты обладают значительными побочными эффектами, а их долгосрочные побочные эффекты пока слабо изучены. К немедленным побочным эффектам иммунодепрессантов относятся образование язв во рту, проблемы с желудочно-кишечным трактом, такие как расстройство желудка и диарея. У больных может отмечаться повышение уровня холестерина крови, гипотония, анемия, слабость, снижение числа лейкоцитов, снижение функции почек и повышение восприимчивости к бактериальным и вирусным инфекциям. Прием иммунодепрессантов также повышает риск возникновения опухолей и рака.
Исследователи продолжают разрабатывать и изучать модификации Эдмонтонского протокола лекарственной терапии, включая применение новых препаратов и их комбинаций, разработанных, чтобы уменьшить разрушение пересаженных островковых клеток и повысить успех трансплантации. Эти методы терапии могут помочь людям, которым проводят трансплантацию, достичь более хорошего функционирования и долговечности островковых клеток, а также уменьшить количество побочных эффектов. Конечной целью является достижение иммунной переносимости пересаженных островковых клеток, при которой иммунная система больного больше не будет распознавать островковые клетки как чужеродные. При достижении этой цели, иммунная переносимость позволить больным сохранять пересаженные островковые клетки без длительного применения терапии иммунодепрессантами.
Исследователи также пытаются найти новые подходы, которые позволят успешно проводить трансплантацию без применения иммунодепрессантов. Например, в ходе одного из исследований проводилась трансплантация островковых клеток, заключенных в специальную оболочку, разработанную для предотвращения отторжения.
Недостаток островковых клеток
Основным препятствием для широкого распространения трансплантации островковых клеток является недостаточная доступность островковых клеток. Хотя в США ежегодно для трансплантации становятся доступными около 7000 органов погибших доноров, менее половины донорских поджелудочных желез подходят для трансплантации целой поджелудочной железы или забора островковых клеток - этого достаточно лишь для небольшого процента больных диабетом типа 1. Однако исследователи пробуют различные подходы для решения этой проблемы, такие как трансплантация островковых клеток, полученных из одной донорской поджелудочной железы, из части поджелудочной железы живого донора или поджелудочной железы свиней. Исследователи пересаживали островковые клетки свиней другим животным, включая обезьян, помещая островковые клетки в оболочку или используя лекарственные препараты для предотвращения отторжения. Другой подход заключается в создании островковых клеток из других типов клеток, таких как стволовые клетки. В этом случае новые технологии могут быть использованы для выращивания островковых клеток в лаборатории.
[Вверх]
