درمان دیابت با ایمپلنت مولد اکسیژن - وبسایت دانشجویی

تزریق روزانه انسولین دردناک و ناخوشایند است، به همین علت است که دانشمندان در حال ساخت ایمپلنت هایی هستند که دیابت را بدون احتیاج به سوزن درمان کند. یک مورد نو به طور ویژه امیدوارنماینده به نظر می رسد، زیرا اکسیژن را برای تغذیه سلول های جزایر لانگرهانس درون لوزالمعده(پانکراس) فراوری می نماید.

جزایر لانگرهانس(Islets of Langerhans) مناطقی درون لوزالمعده هستند که هورمون های گلوکاگون، انسولین، آمیلین، سوماتواستاتین، پلی پپتید پانکراسی و گرلین را ترشح می نمایند و اهمیت بالایی در متابولیسم گلوکز دارند. این سلول ها در سال 1869 به وسیله کالبدشناس-آسیب شناس آلمانی به نام پاول لانگرهانس کشف شدند. جزایر لانگرهانس 1 تا 2 درصد از حجم لوزالمعده را تشکیل می دهند و 10 تا 15 درصد از جریان خون آن را دریافت می نمایند.

در بیشتر افراد، سلول های جزایر پانکراس هستند که انسولین -هورمونی که برای حفظ سطح مناسب قند خون لازم است- فراوری می نمایند. متأسفانه سیستم ایمنی افراد مبتلا به دیابت نوع 1 این سلول ها را از بین می برد، بنابراین انسولین باید به صورت دستی به جریان خون تزریق گردد.

یکی از جایگزین های این تزریق ها شامل کاشت سلول های جزایر لانگرهانس است که یا از جسد انسان جمع آوری شده اند یا از سلول های بنیادی مشتق شده اند. در حالی که انجام این کار در بسیاری از موارد کارگر است، بیماران مجبورند تا انتها عمر خود از داروهای سرکوب نماینده سیستم ایمنی استفاده نمایند تا از پس زده شدن این سلول ها جلوگیری نمایند.

دانشمندان سعی نموده اند سلول های جزیره ای را در ایمپلنت های انعطاف پذیر کوچک محصور نمایند که از این سلول ها در برابر سیستم ایمنی میزبان محافظت می نماید، اما همچنان به انسولین فراوری شده به وسیله آن سلول ها اجازه می دهد تا در جریان خون منتشر گردد. این ایمپلنت ها بعلاوه از رسیدن اکسیژن حیاتی به سلول ها جلوگیری می نمایند، اما این بدان معناست که این سلول ها دوام زیادی نخواهند داشت.

بعضی از ایمپلنت ها با استفاده از یک محفظه اکسیژنِ از پیش بارگذاری شده یا معرف های شیمیایی که اکسیژن فراوری می نمایند، این نقص را رفع نموده اند. اما با گذشت زمان، هم اکسیژن و هم معرف ها تمام می شوند، بنابراین این دسته از ایمپلنت ها باید جایگزین یا دوباره پر شوند.

اکنون گروهی از پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) و بیمارستان بچه ها بوستون در جستجوی یک جایگزین طولانی مدت، دستگاه نوی را توسعه داده اند.

این دستگاه با صدها هزار سلول جزایر لانگرهانس، همراه با یک غشای تبادل پروتون که بخار آب(که به طور طبیعی در بدن وجود دارد) را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می نماید، پر شده است. هیدروژن به شکل بی ضرر منتشر می گردد، در حالی که اکسیژن به یک محفظه ذخیره در ایمپلنت می رود. سپس یک غشای نازک و قابل نفوذ در آن محفظه به اکسیژن اجازه می دهد تا به محفظه حاوی سلول های جزایر لانگرهانس جریان یابد.

سپس اعمال یک ولتاژ کوچک برای آغاز عمل تجزیه بخار آب مورد احتیاج است، که می تواند به صورت بی سیم از یک سیم پیچ مغناطیسی خارجی به یک آنتن در ایمپلنت منتقل گردد. این سیم پیچ را می توان به پوست بیمار، در مجاورت محل ایمپلنت چسباند.

در آزمایش هایی که روی موش های دیابتی انجام شد، یک نسخه کامل اکسیژن زا از این دستگاه در زیر پوست یک گروه از موش ها کاشته شد، در حالی که گروهی دیگر یک نسخه غیر اکسیژنه دریافت کردند که فقط حاوی سلول های جزایر لانگرهانس بود. اگرچه هر دو گروه در ابتدا عملکرد خوبی داشتند، اما گروه بدون اکسیژن در عرض حدود دو هفته دچار هیپرگلیسمی شدند.

هایپرگلیسمی وضعیتی است که در آن مقادیر بیش از حد گلوکز در پلاسمای خون موجود است.

در حال حاضر پژوهشگران این مطالعه در پی انجام آزمایش هایی بر روی حیوانات بزرگ تر و در پی آن آزمایش های بالینی روی انسان ها هستند.

امید است بتوان از این فناوری برای فراوری انواع دیگر پروتئین های درمانی برای درمان سایر شرایط و بیماری ها نیز استفاده کرد. در واقع، این دستگاه پیش از این برای حمایت از سلول هایی که اریتروپویتین فراوری می نمایند-پروتئینی که فراوری گلبول های قرمز را تحریک می نماید- استفاده شده است.

پروفسور دنیل اندرسون از MIT و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: بیماری های مختلفی وجود دارند که در آن بیماران احتیاج به دریافت پروتئین ها به صورت بیرونی دارند که گاهی اوقات نیز بسیار مکرر است. اگر بتوانیم احتیاج به تزریق هفتگی را با یک ایمپلنت که می تواند برای مدت طولانی عمل کند، جایگزین کنیم، فکر می کنم واقعا بتواند به بسیاری از بیماران یاری کند.

5858