تزریق روزانه‌ی انسولین برای بیش از یک میلیون آمریکایی مبتلا به دیابت نوع یک، موضوع مرگ و زندگی است. در شرایطی که درمانی برای این بیماری وجود ندارد، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه Cornell وسیله‌ای طراحی کرده که می‌تواند انقلابی در مدیریت این بیماری بیافریند.
در دیابت نوع یک، جزایر سلولی پانکراس توسط سیستم ایمنی بدن تخریب می‌شوند. این سلول‌ها در شرایط طبیعی انسولین تولید می‌کنند. تیم تحقیقاتی مذکور به سرپرستی Minglin Ma، دانشیار دپارتمان مهندسی زیستی و محیطی، روشی مبتکرانه برای ایمپلنت صدهاهزار سلول پانکراس به این بیماران ابداع کرده است. این سلول‌ها در پوششی نازک از هیدروژل حفاظت شده و مهم‌تر آن که با توجه به اتصال این سلول‌های پوشش‌دار به یک رشته‌ی پلیمری، می‌توان به هنگام اتمام مدت زمان کارآیی، آن‌ها را حذف یا جایگزین کرد.
مقاله‌ی مرتبط: درمان دیابت با سلول‌های مصنوعی آزادکنندۀ انسولین
پیوند سلول‌های پانکراسی تولیدکننده‌ی انسولین با منشأ سلول‌های بنیادی، چایگزینی برای انسولین‌درمانی فعلی است؛ اما این روش، به تجویز درازمدت داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی نیاز دارد. حال راهکاری که برای جلوگیری از بروز پاسخ ایمنی به این سلول‌ها به نظر می‌رسد، پوشش دادن و حفاظت از سلول‌ها با کپسول‌های هیدروژل کوچک می‌باشد؛ کپسول‌هایی به قطر صدها میکرون. اگرچه این کپسول‌ها را نمی‌توان به سادگی از بدن خارج کرد؛ چرا که به هم متصل نبوده و تعدادشان بسیار زیاد خواهد بود. در حالی که توانایی خارج کردن سلول‌ها و حذف ایمپلنت با توجه به پتانسیل این سلول‌ها برای تشکیل تومور، نکته‌ای کلیدی است.
این سلول‌ها به محض مرگ یا از دست رفتن کارآیی باید از بدن خارج شوند. در روش ما، این مشکل وجود ندارد.
تصویری شماتیک از TRAFFIC؛ وسیله‌ای ساخته شده در آزمایشگاه مهندسی زیستی Cornell جهت کنترل دیابت نوع یک. امتیاز تصویر: دانشگاه Cornell
Ma و تیمش با الهام از نحوه‌ی قرارگیری قطرات آب بر تار عنکبوت، ابتدا تلاششان بر آن بود کپسول‌های محتوی سلول را از طریق رشته‌ای به هم متصل کنند؛ اما در گام بعدی، به نظر می‌رسید قرار دادن لایه‌ی هیدروژلی در اطراف رشته به صورت یکپارچه بهتر است. رشته‌ی مورد استفاده، رشته‌ی پلیمری نانومتخلخل با قابلیت آزادسازی یون‌های کلسیم بود.
این رشته که گروه تحقیقات آن را TRAFFIC نامیده‌اند۱، با الهام از تار عنکبوت ساخته شده است؛ اما به عقیده‌ی Ma، به دلیل پوشش هیدروژلی، این رشته از تار عنکبوت نیز بهتر است. در واقع فضایی میان کپسول‌ها وجود ندارد. در حالی که در تار عنکبوت بین قطرات آب، فضاهایی دیده می‌شود. در کاربرد مورد نظر، فضای خالی می‌تواند به تشکیل بافت اسکار و موارد مشابه بیانجامد.
Alan Chiu در سمت چپ و Duo An، دانشجوهای دکترا که نمونه‌ی TRAFFIC را در دست دارند. در زمینه‌ی تصویر، از چپ به راست، Minglin Ma ،Dan Luo ، Meredith Silberstein و دکتر James Flanders دیده می‌شود. امتیاز تصویر: دانشگاه Cornell
این روش درمانی با نوعی جراحی لاپاروسکوپیک کم‌تهاجمی همراه است تا طی آن ایمپلنت رشته‌ای با پوشش هیدروژل تقریباً به طول ۶ فوت در حفره‌ی صفاقی بیمار صورت گیرد. TRAFFIC به کمک شرکت داروسازی Novo Nordisk گواهی ثبت اختراع کسب کرده است. این شرکت بیش از ۹۰ سال پیش تولید انبوه انسولین تزریقی را بر عهده گرفته و در مقاله‌ی فعلی همکاری داشته است.
پی‌نوشت
۱- Thread-Reinforced Alginate Fiber for Islets enCapsulation
