Dispositivo wafer-thin tem potencial para transformar o campo de transplante de células de ilhotas

Um dispositivo do tamanho de um quarto criado no Houston Methodist pode alterar drasticamente o curso do tratamento para diabetes tipo 1, uma condição crônica que afeta milhões de americanos e não tem cura.

Em um estudo publicado na edição de 26 de dezembro da Natureza Comunicações, uma equipe de pesquisa liderada por Houston Methodist entregou células de ilhotas e imunoterapia diretamente em um dispositivo impresso em 3D semelhante a um pâncreas de bioengenharia, chamado NICHE. O tratamento restaurou os níveis saudáveis ​​de glicose e eliminou os sintomas do diabetes tipo 1 em modelos animais por mais de 150 dias, evitando efeitos adversos graves da terapia anti-rejeição ao administrar medicamentos imunossupressores apenas onde as células das ilhotas transplantadas estavam localizadas.

O diabetes tipo 1 é causado por uma reação autoimune que destrói as células do pâncreas que produzem insulina. Também pode causar insuficiência renal. As injeções diárias de insulina são o tratamento mais convencional, mas o controle rigoroso dos níveis de glicose continua sendo um desafio e complicado para os pacientes. Além disso, em casos mais graves, os pacientes podem precisar de transplantes de pâncreas e rim, ou podem se qualificar para um transplante de células de ilhotas, onde as células de um doador de pâncreas falecido são colhidas, processadas e depois transplantadas para o fígado do paciente com diabetes tipo 1.

Esses transplantes podem ajudar a melhorar os sintomas do paciente; no entanto, como em todos os Transplante de órgãosum dos maiores desafios é a necessidade de drogas imunossupressoras para o resto de suas vidas para evitar a rejeição do transplante. A imunossupressão ao longo da vida pode tornar os pacientes vulneráveis ​​a doenças infecciosas e aumenta o risco de certos tipos de câncer.

O NICHE, criado no Departamento de Nanomedicina do Houston Methodist Research Institute, é um dispositivo plano colocado sob a pele composto por um reservatório de células para as ilhotas e um reservatório de drogas circundante para terapia de imunossupressão localizada. É a primeira plataforma a combinar vascularização direta e imunossupressão local em um único dispositivo implantável para transplante alogênico de ilhotas e controle de longo prazo do diabetes tipo 1. A vascularização direta é fundamental para fornecer nutrientes e oxigênio para manter a viabilidade dos transplantados células das ilhotas.

“Um dos principais resultados de nossa pesquisa é que a imunossupressão local para transplante de células é eficaz”, disse Alessandro Grattoni, Ph.D., autor correspondente e presidente do Departamento de Nanomedicina do Houston Methodist Research Institute. “Este dispositivo pode mudar o paradigma de como os pacientes são tratados e pode ter um impacto enorme na eficácia do tratamento e na melhoria da qualidade de vida dos pacientes”.

O NICHE incorpora portas para o reabastecimento de medicamentos conforme necessário. Os pesquisadores reabasteceram os reservatórios de drogas a cada 28 dias, o que é comparável a outras drogas de ação prolongada clinicamente disponíveis para prevenção de enxaqueca ou tratamento de HIV.

A equipe de Grattoni está trabalhando na expansão da tecnologia NICHE para implantação clínica, para a qual a recarga de medicamentos pode ser necessária apenas uma vez a cada seis meses. A capacidade de reabastecer a tecnologia NICHE permite o uso a longo prazo em pacientes. Além disso, as alterações nas formulações ou concentrações dos medicamentos podem estender os intervalos de reabastecimento para uma vez por ano, alinhando-se com as visitas médicas de rotina.

Grattoni e seus colaboradores irão expandir esta pesquisa nos próximos anos, com o objetivo final de testar a segurança do NICHE em humanos em cerca de três anos. O laboratório de nanomedicina de Grattoni no Houston Methodist concentra-se em plataformas implantáveis ​​baseadas em nanofluídica para administração controlada e de longo prazo de medicamentos e transplante de células para tratar doenças crônicas.