Диабет — это заболевание, которое возникает, когда организм не может контролировать уровень глюкозы в крови. Одна из форм диабета, известная как диабет 1-го типа (СД-1), характеризуется тем, что организм не реагирует на инсулин. Это аутоиммунное расстройство возникает, когда защитные силы организма ошибочно принимают собственные клетки, вырабатывающие инсулин, за чужеродные и уничтожают их. В среднем СД-1 может привести к потере около 30 лет здоровой жизни.
Сахарный диабет (СД-1) и его лечение
Современное лечение СД-1 заключается в пожизненных инъекциях инсулина. Однако, несмотря на свою эффективность, пациенты, принимающие инсулин, сталкиваются с риском низкого уровня глюкозы в крови. Это может вызвать неприятные симптомы, такие как дрожь, раздражительность, чувство голода, спутанность сознания и головокружение. В тяжёлых случаях это может привести к судорогам или потере сознания.
Мониторы уровня глюкозы в крови в режиме реального времени и устройства для инъекций могут помочь избежать резкого падения уровня сахара, контролируя высвобождение инсулина. Однако не все пациенты могут воспользоваться этими устройствами.
Для таких пациентов существует лечение, называемое трансплантацией островковых клеток. Оно может улучшить контроль уровня глюкозы в крови, предоставляя новые клетки, вырабатывающие инсулин, а также клетки, предотвращающие слишком резкое падение уровня глюкозы. Однако доступность доноров и необходимость использования иммунодепрессантов ограничивают применение этого метода. Только около 10% пациентов с диабетом 1-го типа могут пройти трансплантацию островковых клеток.
История трансплантации островковых клеток
Трансплантация островковых клеток для лечения диабета 1-го типа была одобрена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в 2023 году после более чем столетия исследований.
Клетки, вырабатывающие инсулин, также известные как бета-клетки, расположены в областях поджелудочной железы, называемых островками Лангерганса. Они находятся в скоплениях клеток, которые вырабатывают другие гормоны, участвующие в метаболизме, такие как глюкагон, повышающий уровень глюкозы в крови, соматостатин, подавляющий выработку инсулина и глюкагона, и грелин, сигнализирующий о голоде.
Анатом Пауль Лангерганс открыл островки в 1869 году, изучая микроскопическую анатомию поджелудочной железы и заметив, что эти скопления клеток окрашиваются иначе, чем другие клетки.
На пути к трансплантации островков Лангерганса было много препятствий с тех пор, как патологоанатом Гюстав-Эдуард Лагес в конце XIX века впервые предположил, что островки играют важную роль в выработке гормонов. В 1893 году исследователи попытались вылечить 13-летнего мальчика, умирающего от диабета, с помощью пересадки поджелудочной железы овцы. Несмотря на небольшое улучшение уровня глюкозы в крови, мальчик умер через три дня после процедуры.
Интерес к трансплантации островков возродился в 1972 году, когда учёный Пол Э. Лейси успешно пересадил островковые клетки диабетической крысе. После этого многие исследовательские группы пытались пересадить островковые клетки людям, но без особого успеха.
В 1999 году хирург-трансплантолог Джеймс Шапиро и его команда успешно пересадили островки Лангерганса семи пациентам в Эдмонтоне, Канада. Они использовали большое количество островков от двух-трёх доноров одновременно и иммунодепрессанты. Благодаря протоколу Эдмонтона эти пациенты смогли контролировать свой диабет без инсулина в течение года. К 2012 году более 1800 пациентов перенесли трансплантацию островков Лангерганса по этой методике, и около 90% из них выжили в течение семи лет наблюдения. Первая одобренная FDA терапия по пересадке островковых клеток основана на эдмонтонском протоколе.
Стволовые клетки как источник островков
Трансплантация островковых клеток теперь считается малоинвазивной операцией, при которой островковые клетки вводятся в вену печени с помощью катетера. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, с этой процедурой связано множество проблем, включая её высокую стоимость и ограниченную доступность донорских островковых клеток. Трансплантация также требует пожизненного приёма иммунодепрессантов, которые позволяют чужеродным островковым клеткам жить и функционировать в организме. Но приём иммунодепрессантов также повышает риск других инфекций.
Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи изучают возможность использования стволовых клеток для создания неограниченного источника островков Лангерганса.
