Bilim insanları çeşitli materyallerle adacıkları koruyacak bir yol geliştirdi.
Farklı bir yöntem ( tabak tabaka kaplama yöntemi) kullanarak , anti-inflamatuar etkilere sahip , tannik asit ( TA ) ve biyo uyumlu bir polimer ( poly(N-vinylpyrrolidone) (PVPON)) içeren nano incelikte kaplama materyalleri üretti. Bu materyallerle adacıkları etrafı sarılı olacak şekilde bir kapsül içine aldı. Ekip bu yöntemin adacıkların fonksiyonunu uzatacağını düşünmektedir. Yani bu materyallerle çok tabakalı bir kapsülün geliştirilmesi beta hücre hasarının önlenmesi konusunda etkili olabilir.
işte detaylar;
Tip 1 diyabet pankreas’daki insülin üreten hücrelerin otoimmün yıkımı ile zarar görmesi sonucu ortaya çıkar. Tip 1 diyabetli kişiler insüline gereksinim duyar. Bununla beraber insülin eksikliğinde kandaki glukoz seviyelerinde dalgalanmalar olur.
Kadavralardan alınan pankreatik adacıkların nakledilmesi umutlu bir yaklaşım olsa da prosedürde bağışıklık baskılayıcı ilaca gerek olup , belirli bir zaman sonra naklin tekrar otoimmün saldırıya uğrama riski vardır.
Yöntemin etkili olması için kaplama sisteminin tasarımında şu özellikler göz önünde bulundurulmalıdır:
Adacık hücrelerinin bağışıklık hücreleri ve antikorlarla karşılaşmasını engellemek , hücrelere fonksiyon görmesi için besin , oksijen gibi gerekli moleküllerin ulaşabilmesini sağlamak , hücrelerin kan şekeri seviyesine karşı duyarlı olması ve insülin salınımının istenen hızda olması , kaplama materyalinin ince ve biyo uyumlu olması , uygulanmasının pratik olması , uzun süre adacık hücre canlılığı , başarısızlık ve beklenmeyen komplikasyonlarla karşılaşılması ihtimali göz önüne alınarak yeniden uygulanabilmesi , kaplama materyalinin hücrelere karşı bağışıklık yanıtı engelleyici olması.
Alabama Üniversitesi’nden araştırma ekibi fenolik bileşimi bakımından zengin bir immünomodülatör antioksidan olan tannik asid ile hidrofilik , toksik olmayan bir biyo polimerden ( poly(N-vinylpyrrolidone) / PVPON ) oluşan çok katmanlı bir kaplama üretti. Bu kaplamayla nakledilecek adacıklar etrafı sarılarak koruma altına alınmaktadır.
İşlem:
Biyo uyumlu bir polimer ( poli(N-vinylpyrrolidone) ve tannik asit (TA) gibi çeşitli materyallerle adacıkların üzeri oksijenin ve besinlerin hücrelere kolayca ulaşmasına izin verecek kadar ince birden çok katman halinde kaplanıyor. Bu nano incelikteki kapsül plastik streç filmden yaklaşık 120 kat daha incedir. Araştırmacılar otoimmün koruma özelliğinin sırrının içinde TA ( tannik asit ) materyali olan katmandan olduğunu belirtmekte.
Ek Not: Bu fenolik bileşimi reaktif oksijen türlerini temizleyebilmekle beraber anti-inflamatuar bir etkiye sahiptir.
Araştırmanın kıdemli yazarları Hubert Tse ve Eugenia Kharlampieva ” Sistemik immünosüpresyon olmadan bu yöntemle proinflamatuar immün yanıtları engelleme yaklaşımının insanlarda başarılı adacık nakilleri yönünde önemli bir ilerleme olduğunu. ” belirtti.
Çalışmada öne çıkanlar;
Şekil 1 : Kapsül ile kaplı olan ve olmayan hücrelerin nakledilmesinden sonraki 70 gün canlılık durumunu gösteren bir grafik:
Otoimmün transplant deneylerinde biyo materyal ( PVPON/TA ) ile kaplı greftlerin yarısından fazlası nakilden sonraki 70 gün hayatta kalırken kapsülsüz greftlerin çeyreğinden daha az bir kısmı hayatta kalabildi. Diğer nakil deneylerinde kaplı parçaların yaklaşık yüzde 40’ı nakledildikten sonraki 120 gün hayatta kalırken , kaplama yapılmayanların tümü 50 günden daha az bir zamanda vücud tarafından reddedildi.
Şekil 2 : Kapsül ile kaplı olan ve olmayan hücrelerin nakledilmesinden sonraki 120 gün canlılık durumunu gösteren bir grafik:
Biyo materyallerle kaplı ( enkapsüle ) adacıklar kaplamasız adacıklara göre önemli ölçüde daha uzun bir süre ögliseminin ( kandaki normal kan şekeri seviyesi ) devam etmesini sağladı.
Enkapsüle edilmiş ( kaplamalı ) parçaların ( adacıklar ) nakledildiği farelerde kapsülsüz parçalar nakledilen farelere kıyasla , bağışıklık hücre infiltrasyonunda , Reaktif oksijen türleri ( ROS ) sentezinde , inflamatuar kemokin’de , sitokinler’de ve CD8 T hücre infiltrasyonunda önemli ölçüde azalmalar oldu.
Ek Bilgiler:
Reaktif oksijen türlerinden ( veya ROS ) kaynaklı oksidatif stress’in bağışıklığın nakledilen adacıklara karşı etkinleşmesinde önemli rol oynadığı bilinmektedir. ve adacıklardaki insülin üreten hücreler reaktif oksijen türlerine vücuddaki diğer pek çok hücreden daha duyarlıdır. Ekip de kaplama materyalleriyle adacık hücrelerini kapsül haline getirerek bunun önüne geçmeye çalışmaktadır.
Anahtar kelimeler:
Graft/Greft: Transplantasyon amacıyla vücudun diğer bir kısmından ya da diğer bir vericiden alınan doku veya organ.
immünosüpresyon ( ya da immün süpresyon ) : genel immün yanıt yeteneğinin seçici olmadan baskılanmasıdır.
Adacıklar : İnsülin üreten beta hücresi gibi kan şekerini düzenleyen birçok hücreyi içinde barındıran hücre kümeleridir.
Bu yöntem bağışıklık baskılayıcı tedaviler ( örnekler immünosüpresyon ) olmadan adacıkları bağışıklıktan koruma potansiyeli taşımaktadır. Çalışma’da bu teknik otoimmünite kaynaklı doku reddini geciktirmiş , adacığın fonksiyonunu uzatmıştır.
Sadece bu çalışmayla sınırlı değil bu alanda çalışan birçok bilim insanı var. Bekleyip göreceğiz.
Referanslar:
Jessie M. Barra et al, Localized Immunosuppression With Tannic Acid Encapsulation Delays Islet Allograft and Autoimmune-Mediated Rejection, Diabetes (2020). DOI: 10.2337/db20-0248
Yardımcı Kaynaklar:
https://www.uab.edu/news/research/item/11639-type-1-diabetes-tannic-acid-encapsulation-protects-transplanted-islets-from-rejection
https://www.diabetes.org/resources/for-students/common-terms
Özer, Mahmut (2017) . ” Bioartificial Pancreas: Cell Therapies with The Encapsulation of Pancreas Cells ” Hacettepe Üniversitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı.
