Notícia

Novo implante miniaturizado ‘cura’ diabetes tipo 1 em camundongos mesmo com resposta imune

Dispositivo de nanofibras permite que células produtoras liberem insulina e fiquem protegidas da reação do sistema imunológico

Dr. Xi Wang/Universidade Cornell

Fonte

Universidade de Washington em St. Louis

Data

quarta-feira, 9 junho 2021 06:40

Áreas

Biologia. Engenharia Biomédica. Medicina. Nanotecnologia. Saúde Pública.

Uma equipe de pesquisadores liderada por especialistas em diabetes e engenheiros biomédicos da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis e da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, demonstrou que, usando um dispositivo miniaturizado, células secretoras de insulina podem ser implantadas em camundongos com diabetes tipo 1. Uma vez implantadas, as células secretam insulina em resposta ao aumento da glicemia, revertendo o diabetes sem a necessidade de medicamentos para suprimir o sistema imunológico.

As descobertas foram publicadas na revista Science Translational Medicine.

“Podemos pegar a pele ou as células de gordura de uma pessoa, transformá-las em células-tronco e, em seguida, cultivá-las em células secretoras de insulina”, disse o Dr. Jeffrey Millman, professor de Medicina da Universidade de Washington e um dos participantes do estudo. “O problema é que em pessoas com diabetes tipo 1, o sistema imunológico ataca as células secretoras de insulina e as destrói. Para administrar essas células como terapia, precisamos de dispositivos para alojar células que secretam insulina em resposta ao açúcar no sangue, ao mesmo tempo em que protegemos essas células da resposta imunológica. ”

Em pesquisas anteriores, o Dr. Millman, também professor de Engenharia Biomédica, desenvolveu e aprimorou um método para produzir células-tronco pluripotentes induzidas e, em seguida, cultivar essas células-tronco em células beta secretoras de insulina. O Dr. Millman já havia usado essas células beta para reverter o diabetes em camundongos, mas não estava claro como as células secretoras de insulina poderiam ser implantadas com segurança em pessoas com diabetes.

“O dispositivo, que tem aproximadamente a largura de alguns fios de cabelo, é microporoso – com aberturas muito pequenas para outras células se acomodarem – então as células secretoras de insulina, consequentemente, não podem ser destruídas pelas células imunológicas, que são maiores do que as aberturas”, explicou o Dr. Millman. “Um dos desafios neste cenário é proteger as células dentro do implante sem deixá-las morrer. Elas ainda precisam de nutrientes e oxigênio do sangue para se manterem vivas. Com este dispositivo, as células podem permanecer saudáveis ​​e funcionais, liberando insulina em resposta aos níveis de açúcar no sangue”, continuou o pesquisador.

O laboratório do Dr. Millman trabalhou com pesquisadores no laboratório do Dr. Minglin Ma, professor de Engenharia Biomédica em Cornell. O Dr. Minglin Ma tem trabalhado para desenvolver biomateriais que podem ajudar a implantar células beta com segurança em animais e, eventualmente, em pessoas com diabetes tipo 1.

Vários implantes foram testados nos últimos anos, com vários níveis de sucesso. Para este estudo, o Dr. Minglin Ma e seus colegas desenvolveram o que chamam de dispositivo de encapsulamento celular integrado de nanofibras. Eles encheram os implantes com células beta secretoras de insulina que foram fabricadas a partir de células-tronco e, em seguida, implantaram os dispositivos no abdômen de camundongos diabéticos.

“As propriedades estruturais, mecânicas e químicas combinadas do dispositivo que usamos impediram que outras células nos camundongos isolassem completamente o implante e, essencialmente, o sufocassem e o tornassem ineficaz. Os implantes flutuaram livremente dentro dos animais e, quando os removemos após cerca de seis meses, as células secretoras de insulina dentro dos implantes ainda funcionavam. E o mais importante, é um dispositivo muito robusto e seguro”, destacou o Dr. Ma.

As células nos implantes continuaram a secretar insulina e controlar o açúcar no sangue nos animais por até 200 dias, mesmo que os camundongos não tenham sido tratados com nada para suprimir seu sistema imunológico.

“Preferimos não ter que suprimir o sistema imunológico com drogas, porque isso tornaria o paciente [ou o animal no estudo] vulnerável a infecções. O dispositivo que usamos nesses experimentos protegeu as células implantadas do sistema imunológico dos camundongos e acreditamos que dispositivos semelhantes poderiam funcionar da mesma forma em pessoas com diabetes [tipo 1] insulino-dependente”, completou o Dr. Jeffrey Millman.

Os pesquisadores relutam em prever quanto tempo levará para que tal estratégia possa ser empregada clinicamente, mas planejam continuar trabalhando para atingir esse objetivo.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis (em inglês).

Fonte: Jim Dryden, Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis. Imagem: Células beta secretoras de insulina (em roxo) estão dentro de um minúsculo implante poroso o suficiente para permitir que essas células secretem insulina – mas com poros suficientemente pequenos para impedir que as células do sistema imunológico as acessem e as destruam. Fonte: Dr. Xi Wang/Universidade Cornell.

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