Диабет 1 типа операция по пересадке клеток
Не секрет, что стволовые клетки имеют ряд уникальных особенностей, в том числе, способность давать начало всем специализированным тканям в организме. Теоретически стволовые клетки могут «починить» любой орган человеческого тела, пострадавший в результате травмы или болезни, и восстановить его нарушенные функции. Одной из наиболее перспективных областей их применения является лечение сахарного диабета 1 типа. Уже сегодня разработана действующая клиническая методика, которая базируется на использовании мезенхимальных стромальных клеток. С их помощью удается остановить прогрессирующее разрушение островков поджелудочной железы и в ряде случаев восстановить естественный синтез инсулина.
Сахарный диабет 1 типа часто называют инсулинозависимым, подчеркивая таким образом, что пациент с этим диагнозом нуждается в инъекциях инсулина. Действительно, при сахарном диабете 1 типа поджелудочная железа вырабатывает недостаточное количество инсулина – гормона, который необходим клеткам организма, чтобы усваивать глюкозу.
На сегодняшний день сахарный диабет 1 типа признан аутоиммунным заболеванием. Это означает, что его возникновение обусловлено сбоем в работе иммунной системы. По неустановленной причине она начинает атаковать и разрушать бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Процесс разрушения носит необратимый характер: со временем число функционирующих клеток неуклонно сокращается, а синтез инсулина снижается. Именно поэтому больные сахарным диабетом 1 типа вынуждены постоянно получать инсулин извне и фактически обречены на пожизненное лечение.
Инсулинотерапия, которую назначают пациентам, сопровождается рядом побочных эффектов. Даже если не принимать во внимание дискомфорт и боль, связанные с постоянными инъекциями, а также необходимость соблюдать диету и питаться в строго определенные часы, серьезной проблемой является подбор точной дозы инсулина. Его недостаточное количество приводит к повышению уровня глюкозы в крови, а передозировка опасна вдвойне. Несбалансированная доза инсулина может вызвать гипогликемию: резкое падение уровня сахара, которое сопровождается помутнением или потерей сознания вплоть до наступления комы.
Как можно вылечить сахарный диабет 1 типа?
Регулярные инъекции инсулина, которые пожизненно получает больной сахарным диабетом 1 типа, строго говоря, не являются лечением. Они лишь восполняют дефицит природного инсулина, но не устраняют причину болезни, поскольку не влияют на аутоиммунный процесс. Иными словами, бета-клетки поджелудочной железы продолжают разрушаться даже на фоне терапии инсулином.
Теоретически если сахарный диабет 1 типа был обнаружен на самом начальном этапе (например, у маленького ребенка на стадии предиабета), существует возможность при помощи лекарств подавить воспалительную аутоиммунную реакцию. Таким образом, в организме сохранится некоторое количество жизнеспособных бета-клеток, которые продолжат продуцировать инсулин. Но, к сожалению, у большей части больных к моменту постановки диагноза основная масса бета-клеток уже не функционирует, поэтому такое лечение далеко не всегда эффективно.
В последние десятилетия предпринимались попытки вылечить диабет 1 типа при помощи трансплантации островков поджелудочной железы, содержащих бета-клетки, или всей железы целиком. Однако этой методике присущи серьезные недостатки. В первую очередь, трансплантация является технически сложной и небезопасной процедурой. Кроме того, существенные проблемы связаны с получением донорского материала для пересадки. К тому же, чтобы избежать отторжения трансплантата, пациенты вынуждены постоянно принимать препараты, подавляющие иммунитет.
Значит ли это, что диабет 1 типа неизлечим?
Действительно, диабет 1 типа считается неизлечимым заболеванием. Однако в последние годы был сделан ряд важных открытий и разработаны принципиально новые способы терапии сахарного диабета. Одна из них – биологическая терапия с использованием мезенхимальных стромальных клеток. Ее, в частности, успешно практикует израильский профессор Шимон Славин.
Профессор Шимон Славин
Профессор Шимон Славин, директор международного медицинского центра Biotherapy International, пользуется мировой известностью, благодаря своим научным и клиническим достижениям. Он является одним из создателей методики иммунотерапии рака и фактически положил начало регенеративной медицине – терапии системных заболеваний при помощи стволовых клеток. В частности, профессор Славин был одним из разработчиков инновационной концепции терапии сахарного диабета с использованием мезенхимальных стромальных клеток.
Речь идет о так называемых мезенхимальных стромальных клетках (МСК), которые получают из костного мозга, жировой ткани, пуповинной (плацентарной) ткани. МСК являются одной из разновидностей стволовых клеток и служат предшественниками многих тканей человеческого организма. В частности, в результате деления и специализации МСК могут превращаться в полноценные бета-клетки, способные секретировать инсулин.
Введение МСК фактически запускает заново естественный процесс выработки инсулина. Кроме того, МСК обладают противовоспалительной активностью: они подавляют аутоиммунную реакцию, направленную против собственных тканей поджелудочной железы, и тем самым устраняют причину сахарного диабета 1 типа.
Что представляют собой мезенхимальные стромальные клетки (МСК)?
Тело человека состоит из различных органов и тканей, каждая из которых характеризуется своими уникальными свойствами. Например, клетки, входящие в состав нервной ткани, отличаются по своему строению и функциям от мышечных волокон, а те, в свою очередь, от кровяных телец. При этом все клетки организма происходят от универсальных клеток-прародительниц – стволовых клеток.
Стволовые клетки подразделяются на несколько подвидов, но всех их объединяет общее качество – способность к многократному делению и дифференцировке. Под дифференцировкой понимают «специализацию» – развитие стволовой клетки в определенном направлении, в результате которого формируется та или иная ткань человеческого тела.
Небольшие количества мезенхимальных стромальных клеток (МСК) содержатся в костном мозге и жировой ткани. Их также можно выделить из пуповинной (плацентарной) ткани. В результате дифференцировки МСК образуются клетки хрящевой, костной и жировой ткани, а также из них получают бета-клетки поджелудочной железы, секретирующие инсулин. В ходе многочисленных научных экспериментов было доказано, что МСК обладают противовоспалительным эффектом за счет воздействия на Т-лимфоциты. Это свойство МСК в сочетании со способностью давать начало бета-клеткам открывает широкие возможности их клинического применения при сахарном диабете 1 типа.
Когда терапия МСК особенно эффективна?
Биологическая терапия при помощи МСК – инновационный метод лечения, поэтому окончательные и однозначные выводы о его эффективности делать еще рано. Но можно с уверенностью утверждать, что МСК подавляют активность Т-лимфоцитов – клеток иммунной системы, играющих ключевую роль в разрушении тканей поджелудочной железы. Поэтому крайне целесообразно назначать их пациентам на стадии предиабета или когда часть бета-клеток еще сохранила жизнеспособность и, несмотря на недостаточность инсулина, его синтез все же не прекратился полностью.
Насколько безопасна терапия МСК?
Терапию МСК получили более 550 пациентов с различными заболеваниями, в том числе, люди с сахарным диабетом 1 и 2 типа, и у кого из них не наблюдалось опасных побочных эффектов. В целом, более чем 10-летний опыт терапии и эксперименты на животных моделях позволяют утверждать, что МСК безопасны.
Могут ли МСК вызвать рак?
Как любое новое открытие, терапия МСК порождает массу слухов и домыслов, большинство из которых не имеют ничего общего с действительностью. Чтобы развеять популярные заблуждения, прежде всего, необходимо обозначить принципиальное различие между МСК и эмбриональными стволовыми клетками.
Эмбриональные стволовые клетки действительно опасны, а их трансплантация практически всегда вызывает рак. Однако МСК не имеют с ними ничего общего. Эмбриональные стволовые клетки, как и следует из их названия, получают от эмбриона – зародыша на ранних стадиях внутриутробного развития или из оплодотворенных яйцеклеток. В свою очередь, мезенхимальные стволовые клетки выделяют из тканей взрослого человека. Даже если их источником служит пуповинная (плацентарная) ткань, которую собирают после рождения ребенка, поэтому полученные стромальные клетки формально являются взрослыми, а не молодыми, как эмбриональные.
В отличие от эмбриональных стволовых клеток, МСК не способны к неограниченному делению и поэтому никогда не вызывают рак. Более того, по некоторым данным они даже обладают антираковым эффектом.
4127 просмотров
Что такое панкреатические островки?
Панкреатические островки, также называемые островками Лангерганса, — это крошечные скопления клеток, диффузно рассеянные по всей поджелудочной железе. Поджелудочная железа – это орган, имеющий продольную форму длиною 15-20 см, который располагается позади нижней части желудка.
Панкреатические островки содержат несколько видов клеток, включая бета-клетки, которые вырабатывают гормон инсулин. Поджелудочная железа также создает ферменты, помогающие организму переваривать и усваивать еду.
Панкреатические островки содержат несколько видов клеток, включая бета-клетки, которые вырабатывают гормон инсулин.
Когда уровень глюкозы крови повышается после принятия пищи, поджелудочная железа отвечает на это высвобождением в кровоток инсулина. Инсулин помогает клеткам по всему организму поглощать глюкозу из крови и использовать ее для выработки энергии.
Сахарный диабет развивается, когда поджелудочная железа не вырабатывает достаточного количества инсулина, клетки организма не используют этот гормон с достаточной эффективностью или по обеим причинам. В результате глюкоза накапливается в крови, а не поглощается из нее клетками организма.
При диабете 1 типа бета-клетки поджелудочной железы прекращают выработку инсулита, так как иммунная система организма атакует их и уничтожает. Иммунная система защищает людей от инфекций, выявляя и разрушая бактерии, вирусы и другие потенциально вредные чужеродные вещества. Люди, имеющие диабет 1 типа, должны ежедневно принимать инсулин в течение всей жизни.
Сахарный диабет 2 типа обычно начинается с состояния, называемого инсулинорезистентностью, при котором организму не удается эффективно использовать инсулин. Со временем выработка этого гормона также сокращается, поэтому многим пациентам с диабетом 2 типа в конечном итоге приходиться принимать инсулин.
Что такое пересадка островков поджелудочной железы?
Существует два вида трансплантации (пересадки) панкреатических островков:
- Аллотрансплантация.
- Аутотрансплантация.
Аллотрансплантация островков Лангерганса – это процедура, во время которой островки из поджелудочной железы умершего донора очищают, обрабатывают и пересаживают другому человеку. В настоящее время аллотрансплантация панкреатических островков считается экспериментальной процедурой, так как технология их пересадки еще недостаточно успешна.
Для каждой аллотрансплантации панкреатических островков ученые используют специализированные ферменты, с помощью которых удаляют их из поджелудочной железы умершего донора. Затем островки очищают и подсчитывают в лаборатории.
Обычно реципиенты получают две инфузии, в каждой из которых содержится 400 000 – 500 000 островков. После имплантации бета-клетки этих островков начинают вырабатывать и выделять инсулин.
Аллотрансплантация островков Лангерганса проводится пациентам с диабетом 1 типа, у которых плохо контролируются уровни глюкозы в крови. Цель пересадки состоит в том, чтобы помочь этим больным достичь относительно нормальных показателей глюкозы крови с ежедневными инъекциями инсулина или без них.
Cнизить или устранить риск неосознанной гипогликемии (опасное состояние, при котором пациент не чувствует симптомов гипогликемии). Когда человек ощущает приближение гипогликемии, он может предпринять меры, чтобы поднять уровень глюкозы в крови до нормальных для него значений.
Аллотрансплантация панкреатических островков проводится только в больницах, получивших разрешение на клинические испытания этого метода лечения. Пересадки часто проводятся радиологами – врачами, которые специализируются на медицинской визуализации. Радиолог использует рентген и ультразвук, чтобы направлять введение гибкого катетера через небольшой разрез в верхней части брюшной стенки в портальную вену печени.
Портальная вена – это крупный кровеносный сосуд, несущий кровь в печень. Островки медленно вводят в печень через катетер, установленный в портальной вене. Как правило, эта процедура проводится под местной или общей анестезией.
Пациенты часто нуждаются две или больше трансплантации, чтобы получить количество функционирующих островков, достаточное для снижения или устранения потребности во введении инсулина.
Аллотрансплантация панкреатических островков. При аутотрансплантации островки экстрагируют из собственной поджелудочной железы пациента.
Аутотрансплантация панкреатических островков проводится после тотальной панкреатэктомии – хирургического удаления всей поджелудочной железы – у пациентов с тяжелым хроническим или длительно протекающим панкреатитом, который не поддается другим методам лечения. Эта процедура не считается экспериментальной. Аутотрансплантация островков Лангенрганса не проводится у пациентов с диабетом 1 типа.
Процедура проходит в больнице под общей анестезией. Сперва хирург удаляет поджелудочную железу, из которой потом экстрагируют панкреатические островки. В течение часа очищенные островки вводят через катетер в печень больного. Цель такой пересадки – обеспечить организм достаточным для выработки инсулина количеством островков Лангерганса.
Что происходит после трансплантации островков поджелудочной железы?
Островки Лангерганса начинают высвобождать инсулин вскоре после трансплантации. Тем не менее, полноценное их функционирование и рост новых кровеносных сосудов требуют времени.
Реципиентам до начала полноценной работы пересаженных островков приходиться продолжать инъекции инсулина. Они также могут принимать до и после трансплантации специальные препараты, способствующие успешному приживлению и длительному функционированию островков Лангерганса.
Тем не менее, аутоиммунный ответ, уничтоживший собственные бета-клетки пациента, может снова атаковать пересаженные островки. Хотя традиционным местом для инфузии донорских островков является печень, ученые проводят исследования альтернативных мест, включая мышечные ткани и другие органы.
Каковы преимущества и недостатки аллотрансплантации панкреатических островков?
Преимущества аллотрансплантации островков Лангерганса включают улучшение контроля глюкозы крови, снижение или устранение потребности в инъекциях инсулина для лечения диабета, предотвращение гипогликемии. Альтернативой трансплантации панкреатических островков является пересадка всей поджелудочной железы, которая чаще всего проводится вместе с пересадкой почки.
Преимущества трансплантации всей поджелудочной железы – меньшая зависимость от инсулина и более длительное функционирование органа. Основной недостаток пересадки поджелудочной железы состоит в том, что это очень сложная операция с высоким риском развития осложнений и даже смерти.
Аллотрансплантация панкреатических островков может также помочь избежать неосознанной гипогликемии. Научные исследования показали, что даже частично функционирующие после пересадки островки могут предотвратить это опасное состояние.
Улучшение контроля над уровнем глюкозы в крови с помощью аллотрансполантации островков также может замедлить или предотвратить прогрессирование вызванных диабетом проблем, таких как заболевания сердца и почек, поражения нервов и глаз. Длятся исследования по изучению этой возможности.
Недостатки аллотрансплантации панкреатических островков включают риски, связанные с самой процедурой – в частности, кровотечения или тромбозы. Пересаженные островки могут частично или полностью прекратить свое функционирование. Другие риски связаны с побочными эффектами иммуносупрессивных препаратов, которые вынуждены принимать пациенты для того, чтобы остановить отторжение иммунной системой пересаженных островков.
Если у пациента уже есть пересаженная почка и он уже принимает иммуносупрессивные препараты, дополнительными рисками являются только инфузия островков и побочные эффекты иммуносупрессивных препаратов, которые вводятся во время аллотрансплантации. Эти лекарственные средства не нужны при аутотрансплантации, так как вводимые клетки берутся из собственного организма пациента.
Какова эффективность трансплантации островков Лангерганса?
С 1999 по 2009 год в США было проведено аллотрансплантацию островков поджелудочной железы 571 пациенту. В некоторых случаях эта процедура проводилась в сочетании с пересадкой почки. Большая часть пациентов получили одну или две инфузии островков. В конце десятилетия среднее количество островков, получаемых во время одной инфузии, составляло 463 000.
Согласно статистическим данным, в течение года после трансплантации около 60% реципиентов получили независимость от инсулина, под чем подразумевается прекращение инъекций инсулина длительностью, как минимум, 14 дней.
На конец второго года после пересадки прекратить инъекции, как минимум, на 14 дней могли 50% реципиентов. Тем не менее, долгосрочную независимость т инсулина поддерживать трудно, и в конечном итоге большинство из пациентов были вынуждены снова принимать инсулин.
Были определены факторы, связанные с лучшими результатами аллотрансплантации:
- Возраст – 35 лет и старше.
- Более низкие уровни триглицеридов в крови перед трансплантацией.
- Более низкие дозы инсулина перед трансплантацией.
Тем не менее, научные данные свидетельствуют о том, что даже частично функционирующие пересаженные островки Лангерганса могут улучшить контроль над уровнем глюкозы в крови и снизить дозы вводимого инсулина.
В чем состоит роль иммуносупрессантов?
Иммуносупрессивные препараты необходимы для предотвращения отторжения – распространенной проблемы при любой трансплантации.
Ученые добились многих успехов в области трансплантации островков Лангерганса в течение послезних лет. В 2000 году канадские ученые опубликовали свой протокол трансплантации (Эдмонтонский протокол), который был адаптирован медицинскими и исследовательскими центрами всего мира и продолжает совершенствоваться.
Эдмонтонский протокол вводит использование новой комбинации иммуносупрессивных препаратов, включая даклизумаб, сиролимус и такролимус. Ученые продолжают развивать и изучать модификации этого протокола, включая улучшенные схемы лечения, которые способствуют увеличению успеха трансплантации. Эти схемы в различных центрах могут быть разными.
Примеры других иммуносупрессантов, используемых при трансплантации островков Лангерганса, включают антитимоцитарный глобулин, белатацепт, этанерцепт, алемтузумаб, базаликсимаб, эверолимус и мофетил микофенолата. Ученые также исследуют препараты, не принадлежащие к группе иммуносупрессантов, — например, экзенатид и ситаглиптин.
Иммуносупрессивные препараты имеют серьезные побочные эффекты, а их долгосрочное влияние до сих пор полностью не изучены. Немедленные побочные эффекты включают язвы в ротовой полости и проблемы в пищеварительном тракте (например, расстройство желудка и диарея). У пациентов могут также развиваться:
- Повышение уровней холестерина крови.
- Повышение артериального давления.
- Анемия (снижение количества эритроцитов и гемоглобина крови).
- Усталость.
- Снижение количества лейкоцитов в крови.
- Ухудшение функции почек.
- Повышенная восприимчивость к бактериальным и вирусным инфекциям.
Прием иммуносупрессантов также повышает риск развития некоторых видов опухолей и рака.
Ученые продолжают искать пути достижения толерантности иммунной системы к пересаженным островкам, при которой иммунитет не распознает их в качестве чужеродных.
Иммунная толерантность позволила бы поддерживать функционирование пересаженных островков без приема иммуносупрессивных препаратов. Например, один из методов заключается в трансплантации островков, инкапсулированных в специальное покрытие, которое может помочь предотвратить реакцию отторжения.
Какие препятствия стоят перед аллотрансплантацией панкреатических островков?
Нехватка подходящих доноров – главное препятствие для широкого применения аллотрансплантации островков Лангерганса. Кроме этого, не все донорские поджелудочные железы подходят для экстрагирования островков, так как они не отвечают всем критериям отбора.
Нужно учитывать также и то, что во время подготовки островков к пересадки они часто повреждаются. Поэтому каждый год проводиться очень мало трансплантаций.
Ученые изучают различные методы решения этой проблемы. Например, используют только часть поджелудочной железы от живого донора, применяют панкреатические островки свиней.
Ученые пересаживали островки свиней другим животным, включая обезьян, инкапсулируя их в специальное покрытие или применяя препараты для профилактики отторжения. Другой подход состоит в создании островков из клеток других типов – например, из стволовых клеток.
Кроме этого, широкому распространению аллотрансплантации островков препятствуют финансовые барьеры. Например, в США технология трансплантации считается экспериментальной, поэтому ее финансируют из исследовательских фондов, так как страховки не покрывают подобные методы.
Питание и диета
Человек, которому провели трансплантацию панкреатических островков, должен соблюдать диету, разработанную врачами и диетологами.
Иммуносупрессивные препараты, принимаемые после пересадки, могут стать причиной увеличения веса. Здоровое питание важно для контроля над массой тела, артериальным давлением, холестерином крови и уровнями глюкозы в крови.
Последнее изменение: 2020-08-5
Дата написания: 2017-10-23