目前制造用于治疗的新β细胞的方法:
- 实验室中源自人类多能干 细胞的成熟β细胞被移植到糖尿病患者体内。
- 在实验室将成熟的人类多能干 细胞转化为胰腺祖细胞,这些细胞被移植到糖尿病患者体内,在那里它们将成熟为功能性β细胞。
- 实验室中来自其他类型细胞的成熟β细胞,例如移植到糖尿病患者体内的肝细胞。
- 使用药物触发糖尿病患者自身胰腺中的细胞产生新的β细胞。
- 由源自人类多能干细胞的α和β细胞组成的胰岛样簇。
而且,对于所有这些方法,正在进行的研究正在探索:
移植后如何保护细胞免受免疫系统的攻击?
从多能干细胞中制造β细胞
多能细胞(胚胎干细胞或诱导性多能干细胞)可以在体内制造任何细胞类型,研究人员正在探索如何引导这些细胞制造功能齐全的β细胞。这样的细胞可以替代朗格汉斯供体胰岛的稀缺来源。迄今为止,研究人员已经成功地从人类多能干细胞中制造出细胞,这些干细胞对葡萄糖的反应方式与实验室和小鼠中的正常β细胞相似。此外,当移植到糖尿病小鼠体内时,葡萄糖水平会变得正常。这些β细胞很快将在第一阶段临床试验中进行安全性测试。
从其他细胞制造β细胞
一些研究人员认为,有可能鼓励已经存在于患者胰腺中的细胞产生新的β细胞——这一过程通常被称为再生。尚不清楚胰腺中是否存在干细胞,但已在小鼠体内发现了β细胞前体。一些研究人员希望,如果这些前体存在于人类胰腺中,他们或许能够找到将它们转化为患者体内新β细胞的药物。
显然,即使这是可能的,也必须防止新生β细胞的自身免疫破坏。这些努力在本质上仍处于实验阶段,尚未达到临床试验结束的地步。
用多能干细胞制造胰岛样簇
人类胰岛移植研究表明,与仅由 β 细胞组成的簇相比,由 α 细胞和 β 细胞组成的人类胰岛具有更好的葡萄糖刺激胰岛素分泌和代谢功能。当葡萄糖水平过高时,β 细胞会分泌胰岛素以响应葡萄糖。相反,当葡萄糖水平过低时,α 细胞会分泌胰高血糖素,以引导葡萄糖从肝脏释放到血液中。当这两种细胞类型在治疗中协同工作时,它们将对血液中的葡萄糖水平产生更精细的调节反应。
因此,由 β 细胞和 α 细胞混合组成的胰岛样簇可能优于仅将 β 细胞移植到患者体内。正如本文前面提到的,β 细胞可以从人类多能干细胞中产生。同样,使用类似的分化方案,可以从多能干细胞中生成 α 细胞。
保护细胞免受免疫系统侵害
目前正在努力寻找封装移植细胞以保护它们免受免疫攻击的最有效方法。目前,一些研究小组和商业公司(ViaCyte 和 Beta-O 2 Technologies)参与了临床 1 期研究,以制造一种胶囊,该胶囊允许葡萄糖和其他营养物质向内运输和胰岛素向外运输,同时保护细胞免受免疫系统。
Viacyte 目前正在测试两种设备:
PEC-Direct (VC-02):血管可以进入设备并使植入的细胞血管化。仍然需要免疫抑制剂。
PEC-Encap (VC-01):植入的细胞包含在设备中。氧气、葡萄糖、胰岛素和其他激素可以在植入的细胞和设备外部的血管之间传播。在该设备中,植入的细胞受到免疫系统的保护。
Beta-O2 Technologies 基于水凝胶,水凝胶充当封装细胞的支架。
探索降低免疫反应的药物、疫苗或细胞的工作也在进行中。
这项工作的结果可以通过与β细胞移植相结合来创造更好的疗法。
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