Нанометод открывает новые возможности для лечения диабета 1 типа
Пациенты с диабетом 1 типа вынуждены пожизненно контролировать уровень инсулина с помощью инъекций. Потенциальным лекарством могла бы быть трансплантация панкреатических островков, производящих инсулин. Однако иммунная система атакует и отторгает пересаженные клетки, а существующие иммунодепрессанты имеют серьезные побочные эффекты.
Исследователи из Северо-Западного университета разработали новую стратегию иммуномодуляции. Они переработали широко используемый иммунодепрессант рапамицин, загрузив его в нанокапсулы. Этот подход позволяет целенаправленно воздействовать на определенные иммунные клетки, не подавляя весь иммунитет.
Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Руководители проекта — профессор Эван Скотт и профессор Гильермо Амир.
Целенаправленное подавление иммунного ответа
Обычно рапамицин принимают перорально, что требует тщательного контроля дозировки из-за токсичности и широкого воздействия на многие типы клеток. В низких дозах он неэффективен для защиты трансплантатов.
Команда задалась вопросом: можно ли изменить действие рапамичина, доставив его с помощью наночастиц к другим иммунным клеткам? Вместо прямого воздействия на Т-клетки (стандартная мишень рапамицина) нанокапсулы были сконструированы для нацеливания на антиген-презентирующие клетки (APC). Это обеспечивает более специфичное и контролируемое подавление иммунитета.
Подкожная инъекция нанокапсул позволила использовать другой метаболический путь, избежав значительной потери препарата в печени, что происходит при пероральном приеме. Этот путь введения требует примерно вдвое меньшей дозы рапамицина для достижения эффекта.
«Мы изменили типы клеток-мишеней и тем самым изменили сам механизм достижения иммуносупрессии», — пояснил Эван Скотт.
Прорыв в исследованиях диабета
Гипотезу проверили на мышах с индуцированным диабетом. Им провели трансплантацию островков и вводили рапамицин: одной группе — стандартным пероральным способом (Rapamune), другой — с помощью новой наноформуляции. Инъекции нанокапсул начинали за день до трансплантации и продолжали каждые три дня в течение двух недель.
Результаты за 100 дней наблюдений:
- Минимальные побочные эффекты у мышей.
- Диабет был устранен на весь период испытания.
- У мышей, получавших нанопрепарат, был более «мощный иммунный ответ» по сравнению с группой на стандартном лечении.
«Мы не просто усиливаем эффект препарата, мы меняем его, — отметил Скотт. — Перепрофилируя биохимический путь ингибирования mTOR рапамицином, мы генерируем совершенно иной клеточный ответ».
Значение работы и дальнейшие шаги
«Этот подход можно применить к другим трансплантированным тканям и органам, что открывает новые области исследований и возможности для пациентов», — заявил Гильермо Амир.
Первый автор исследования Жаклин Бёрк, аспирант и стипендиат Национального научного фонда (NSF), сама живет с диабетом 1 типа с 9 лет. Для нее эта работа имеет личное значение.
Эван Скотт уже начал процесс патентования метода и сотрудничает с промышленными партнерами, чтобы в будущем выйти на стадию клинических испытаний. Это может решить проблемы, возникающие с новыми технологиями, такими как терапия стволовыми клетками для лечения диабета.
Название статьи: «Subcutaneous nanotherapy repurposes the immunosuppressive mechanism of rapamycin to enhance allogeneic islet graft viability».