胰岛冷冻保存新方法标志着糖尿病治疗研究的突破
![Researchers at the University of Minnesota Twin Cities and Mayo Clinic were able to store tiny droplets encapsulated with pancreatic islet cells at very low temperatures for up to nine months and then use novel rewarming techniques to bring them back to their original state before transplantation. Shown is one approach studied by the team, which uses lasers to rapidly rewarm cryopreserved droplets of islets. Credit: Zhan, L., Rao, J.S., Sethia, N. et al., University of Minnesota. 胰岛冷冻保存新方法标志着糖尿病治疗的突破](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2022/new-method-of-pancreat.jpg)
明尼苏达大学双城分校(Univeob欧宝直播nbarsity of Minnesota Twin Cities)和梅奥诊所(Mayo Clinic)的工程和医学研究人员开发了一种新方法,可以成功地将特化胰岛细胞储存在非常低的温度下,并重新加热它们,使按需胰岛移植成为可能。低温保存技术的突破性发现是糖尿病治疗的重要一步。
根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据,糖尿病是美国第七大死亡原因,每年造成近9万人死亡。自从胰岛素被发现以来的100年里,糖尿病的治疗已经有了很大的改善,即使是最现代的方法也只是治疗而不是治愈。
胰岛细胞移植是一种正在探索的治疗糖尿病的方法,医生从健康的胰腺中取出一组细胞,将它们转移到接受者身上,然后开始自行制造和释放胰岛素。这种方法的主要局限性之一是来自单一供体的移植通常不足以实现受体的胰岛素独立。通常需要两次、三次或更多的供体胰岛输注,这增加了与重复手术干预和多轮强免疫抑制诱导相关的风险。
克服供体供应问题的一种策略是从多个供体中汇集胰岛,通过一次输注获得高剂量的胰岛。这一过程由于无法安全地长时间储存胰岛而受到限制。先前的研究表明,移植前的储存应限制在48至72小时。
在一项新研究中自然医学美国明尼苏达大学的研究人员开发了一种胰岛冷冻保存的新方法,通过实现质量控制和长期保存胰岛细胞来解决存储问题,这些胰岛细胞可以汇集起来用于移植。
这项研究是由John Bischof博士领导的机械工程麦克奈特大学杰出教授和医学工程研究所所长,明尼苏达大学医学院外科副教授Erik Finger,医学博士,M Health Fairview。Bischof和Finger都是国家科学基金会生物系统保存先进技术工程研究中心(ATP-Bio)的一部分,并共同指导明尼苏达大学器官保存中心。
研究发现:
- 通过使用专门的cryomesh系统,可以去除多余的冷冻保护液,从而实现每秒数万度的快速冷却和再升温,同时避免了成冰问题,并将毒性降到最低。
- 这种新的冷冻保存方法显示出较高的细胞存活率和功能(小鼠胰岛细胞的存活率为90%,猪和人胰岛细胞的存活率约为87%),即使在存储9个月之后。这种潜在的冷冻保存方法理论上是不确定的。
- 在小鼠中,移植这些冷冻保存的胰岛细胞后,92%的受者在移植后24至48小时内治愈了糖尿病。
- 这些结果表明,这种新的冷冻保存方案可能是改善胰岛供应链的有力手段,允许从多个胰岛中汇集胰岛,从而改善可以治愈糖尿病的移植结果。
Bischof说:“我们的工作提供了第一个胰岛冷冻保存方案,同时在临床可扩展的方案中实现了高可行性和功能。”“这种方法可能会彻底改变移植前胰岛分离、分配和储存的供应链。通过在移植前从多个胰腺中汇集冷冻保存的胰岛,这种方法不仅可以治愈更多的患者,而且还可以更好地利用供体胰腺的宝贵礼物。”
研究人员还指出,这种方法有能力扩大规模,以覆盖全球大量患有这种逐渐使人衰弱的疾病的人。
芬格说:“我们多学科研究团队的这一令人兴奋的发展为解决一个重要的医学挑战——糖尿病的治疗带来了工程方法。”“尽管经过了几十年的研究,胰岛移植仍然是‘近在眼前’,曾经有很大的希望,但从来没有完全实现。我们冷冻保存胰岛供移植的技术可能是最终实现这一崇高目标的重要一步。”