生物材料颗粒教育免疫系统接受移植胰岛

通过指导关键的免疫系统细胞接受移植的产生胰岛素的胰岛，研究人员为治疗1型糖尿病开辟了一条潜在的新途径。如果该方法最终在人类身上获得成功，它将使1型糖尿病在没有免疫系统抑制的长期并发症的情况下得到治疗。

该技术，报道了6月4日在期刊上自然材料，利用合成水凝胶颗粒(微凝胶)向免疫系统t效应细胞呈现一种称为Fas配体(FasL)的蛋白质胰腺胰岛被移植。FasL蛋白质“教育”效应细胞 - 这用作免疫系统看门狗 - 导致它们在动物模型中没有排斥至少200天的情况下接受移植物。

在移植到患有化学诱导的糖尿病之前，将FasL呈递颗粒与活胰岛混合。研究人员认为，FASL呈现水凝胶不需要是个性化的，可能是允许移植的胰岛的“现货”治疗。

来自乔治亚理工学院、路易斯维尔大学和密歇根大学的研究人员合作开展了这项工作，该工作得到了青少年糖尿病研究基金会和美国国立卫生研究院的支持。一项在非人类灵长类动物身上测试该方法的后续研究已经开始。

Haval Shirwan说:“我们已经能够证明，我们可以创造一种生物材料，可以中断人体对移植的排斥，而不需要接受者继续进行标准的免疫抑制。”他是路易斯维尔大学医学院自身免疫性疾病的迈克尔和琼·汉密尔顿博士捐赠主席，也是路易斯维尔大学细胞治疗研究所分子免疫调节项目的主任。“我们预计进一步的研究将证明多种移植类型的潜在用途，包括骨髓和实体器官。”

在美国，约有125万人患有1型糖尿病，与更常见的2型糖尿病不同。1型糖尿病是由胰腺免疫系统破坏引起的胰岛细胞它会根据葡萄糖水平产生胰岛素。治疗方法包括频繁注射胰岛素来替代胰岛不再产生的物质。这种疾病没有长期的治愈方法，尽管1型糖尿病患者已经用胰岛细胞移植进行了实验治疗——即使免疫系统受到强烈抑制，几年之后几乎都失败了。

“允许胰岛细胞移植的药物对胰岛细胞是有毒的，”Andrés García, Rae S.和Frank H. Neely主席和乔治亚理工学院乔治W.伍德拉夫机械工程学院的董事教授说。“胰岛移植的临床试验显示出了效果，但几年之后，移植物就被排斥了。这种治疗有很大的希望，但是我们不能得到持续的改善。”

García说，García表示，对免疫系统抑制的胰岛细胞毒性，这也使患者更容易受到其他不良反应，例如感染和肿瘤。其他研究人员正在探索保护岛屿免受攻击的技术，但到目前为止没有成功。

研究报告自然材料采用了完全不同的方法。通过呈现FasL蛋白，它是免疫系统细胞研究人员可以防止免疫系统攻击细胞。一旦它们在移植时受到教育，细胞似乎在FasL消失后很长一段时间内仍能保留对移植胰岛细胞的接受。

“在移植的时候，我们从尸体上提取胰岛，在手术室里简单地将它们与我们的颗粒混合，然后将它们送到动物体内，”García解释道。“我们不需要修改胰岛或抑制免疫系统。经过治疗，动物可以正常的功能和治愈糖尿病同时保持他们完整的免疫系统运作。”

水凝胶可以在移植的前方最多两周制备，并且可以与任何胰岛细胞一起使用。“关键技术进步是使这种材料能够诱导免疫接受的能力，这些材料可以简单地与胰岛混合并交付。我们可以在我们的实验室中制作生物材料，并将其运送到移植将完成的地方，可能使其成为一个现成的疗法。“

在实验小鼠中，胰岛被植入肾脏和腹部脂肪垫中。如果这种治疗最终应用于人类，胰岛和生物材料可能会通过腹腔镜植入大网膜，大网膜是一种具有重要血管系统的组织，类似于小鼠的脂肪垫。Garcia的实验室之前已经证明，它可以刺激血管生长成为移植到老鼠组织中的胰岛细胞。

在未来的工作中，研究人员想看看移植物的接受是否能在更复杂的免疫系统中保留更长的时间。通过减少对尸体胰岛的损伤，这项新技术可能能够增加可用供体细胞治疗的患者数量。

García的实验室使用的聚合物水凝胶颗粒直径约为150微米，与胰岛细胞。他们设计了粒子来捕获fasl——一种新的重组蛋白，由路易斯维尔大学微生物和免疫学副教授Shirwan和Esma S. Yolcu开发——在粒子表面，在那里它可以被效应者看到细胞。

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