Engenharia química – um novo tratamento para a diabetes

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Injeções diárias de insulina para diabéticos tipo 1 são desgastantes e ineficazes na manutenção de níveis saudáveis de açúcar no sangue por longos períodos.

Substituir as células pancreáticas destruídas dos pacientes por células saudáveis ​​seria uma opção melhor, mas pelo fato de que seus sistemas imunológicos irão atacar as células transplantadas, os pacientes iriam acabar por tomar drogas imunossupressoras.

Em um esforço para resolver este problema, pesquisadores do MIT, Hospital Infantil de Boston e várias outras instituições desenvolveram uma maneira de proteger as células pancreáticas transplantadas do sistema imunológico.

Uma insulina estimulada por glicose, derivada a partir de células estaminais, células produtoras. (Imagem cortesia do MIT.)
Uma insulina estimulada por glicose, derivada a partir de células estaminais, células produtoras. (Imagem cortesia do MIT.)

Os pesquisadores projetaram um material que encapsula as células das ilhotas, antes de serem transplantadas. Teste em ratinhos mostraram que as células encapsuladas podem curar a diabetes por até seis meses sem uma resposta imune.

Esta abordagem “tem o potencial de fornecer às pessoas com diabetes um novo pâncreas que é protegido do sistema imunológico, que lhes permitam controlar o açúcar no sangue sem tomar drogas. Esse é um sonho”, disse Daniel Anderson, professor de engenharia química no MIT e autor de dois estudos que descrevem a pesquisa.

Encapsular células das ilhotas pancreáticas

Os pesquisadores começaram com derivados químicos de alginato, um material originalmente isolado a partir de algas castanhas, que pode encapsular as células sem as danificarem. Moléculas como o açúcar e proteínas também podem mover-se através dos gels de alginato, o que torna as respostas aos sinais biológicos possíveis.

Normalmente há formação de tecido cicatricial em torno da cápsula o que, eventualmente, torna ineficaz. Para combater isto, os pesquisadores exploraram numerosas modificações do alginato para torná-lo menos susceptível de provocar uma resposta imunológica.

A superfície de alginato, concebida para proteger contra o sistema imunitário. (Imagem cortesia do MIT.)
A superfície de alginato, concebida para proteger contra o sistema imunitário. (Imagem cortesia do MIT.)

Dos 800 derivados de alginato que criaram, os pesquisadores optaram pelo dióxido de triazol-tiomorfolina (TMTD) para testar em ratos com sistemas imunológicos fortes. Células de ilhéus humanos encapsulados em TMTD foram implantados em uma região da cavidade abdominal conhecida como espaço intraperitoneal. Após a implantação, as células produziram imediatamente insulina em resposta a níveis de açúcar no sangue e continuou a fazê-lo por 174 dias.

Independência de insulina

Outros testes com o novo método em primatas não humanos irão, eventualmente, conduzir a testes clínicos em pacientes diabéticos. Se esses estudos forem bem sucedidos, pacientes com diabetes terão uma nova opção para se libertarem das injeções de insulina.

Os pesquisadores ainda estão investigando por que o novo material funciona tão bem; os materiais com melhor desempenho foram modificados com moléculas que contêm um grupo triazol, que é um anel que contém dois átomos de carbono e três átomos de azoto. A hipótese corrente é que esta classe de moléculas interfere com a capacidade do sistema imunológico para reconhecer o material como estranho.

A pesquisa foi publicada em 25 de janeiro questões da Nature Medicine e Nature Biotechnology .

 

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