抗酸化ジェルが膵臓摘出後の膵島機能を維持

ノースウェスタン大学の研究者らは、将来的に慢性膵炎に苦しむ人々の生活を大幅に楽にする可能性のある新しい抗酸化バイオマテリアルを開発しました。

研究の主な結論

「相変化クエン酸高分子が酸化による膵島の損傷と闘い、膵島の生着と大網での機能を可能にする」という記事は、6 月 7 日に Science Advances 誌に掲載されました。 p>

外科医は、重度で痛みを伴う慢性膵炎の患者から膵臓を摘出する前に、まずランゲルハンス島と呼ばれるインスリン産生組織の塊を摘出し、肝臓の血管系に移植します。移植の目的は、インスリン注射なしで血糖値をコントロールする患者の能力を維持することです。

残念ながら、このプロセスでは膵島の 50～80% が破壊され、患者の 3 分の 1 が手術後に糖尿病になります。手術後 3 年で、患者の 70% がインスリン注射を必要とし、体重増加、低血糖、疲労などの多くの副作用が伴います。

移植への新しいアプローチ

新しい研究では、科学者は肝臓ではなく、腸を覆う大きくて平らな脂肪組織である大網にランゲルハンス島を移植しました。膵島にとってより好ましい微小環境を作り出すために、研究者は体温で液体からゲルに素早く変化する抗酸化物質および抗炎症性の生体材料を使用しました。

動物実験の結果

マウスと霊長類の実験では、ゲルが酸化ストレスと炎症反応をうまく防ぎ、移植された膵島の生存率と機能性を大幅に改善しました。移植された膵島の機能を維持するために合成抗酸化ゲルが使用されたのは今回が初めてです。

「膵島移植は近年改善されていますが、長期的な結果は依然として満足のいくものではありません」と、この研究を率いた Guillermo A. Ameer 氏は述べています。「私たちの新しい合成材料は、膵島の機能をサポートする微小環境を作り出します。動物でテストしたところ、正常な血糖値を回復するのに非常に効果的でした。」

新しい生体材料の利点

「この新しいアプローチにより、患者が慢性膵炎の痛みと糖尿病の合併症のどちらかを選ばなくて済むようになることを願っています」と、この研究の筆頭著者である Jacqueline Burke 氏は付け加えました。

役割と展望

膵臓のない患者にとって、血糖値の管理などの副作用は生涯にわたる問題となる可能性があります。ランゲルハンス島は、体が血糖値を制御するのを助けます。機能する膵島がなければ、人々は血糖値を頻繁に監視し、インスリン注射をしなければなりません。

「機能する膵島なしで生活することは、患者にとって大きな負担となります」とバーク氏は言います。「炭水化物の計算方法、適切なタイミングでのインスリン投与、そして血糖値を常に監視する方法を学ばなければなりません。これには多くの時間と精神力が費やされます。」

現在の方法の問題点

しかし残念なことに、現在の膵島ケアの標準では、結果が芳しくないことがよくあります。膵臓を切除する手術の後、外科医は膵島を分離し、門脈注入によって肝臓に移植します。この手順には、いくつかの一般的な合併症があります。血流に直接接触した膵島は炎症反応を起こし、膵島の半分以上が死滅し、移植された膵島は肝臓で危険な血栓を引き起こす可能性があります。これらの理由から、医師や研究者は代替の移植部位を探しました。

クエン酸溶液を使用した新しいアプローチ

膵島を保護し、結果を改善するために、アミール氏は自身の研究室で開発された抗酸化特性を持つクエン酸バイオマテリアルのプラットフォームに目を向けました。細胞培養では、クエン酸ゲルに保存されたマウスとヒトの膵島は、他の溶液に保存された膵島よりもはるかに長く生存しました。膵島はグルコースにさらされるとインスリンを分泌し、正常な機能を示しました。

布地への統合

3 か月後、体は生体適合性ゲルの 80 ～ 90% を再吸収し、この時点ではゲルは不要でした。「膵島が血管を再生したことは驚きでした」とアミール氏は語りました。 「体は、膵島を体とつなぐために新しい血管のネットワークを作りました。これは重要なブレークスルーです。なぜなら、血管は膵島を生かして健康に保つからです。」

アミール氏は次に、このハイドロゲルを動物モデルで長期間にわたってテストする予定です。また、この新しいハイドロゲルは、糖尿病治療用の幹細胞を含むさまざまな細胞置換療法に使用できるとも述べています。