Les personnes atteintes de diabète de style 1 doivent suivre attentivement les régimes d’insuline prescrits chaque jour, en recevant des injections de l’hormone by means of une seringue, une pompe à insuline ou un autre appareil. Et sans traitements viables à extended terme, ce traitement est une peine à vie.
Les îlots pancréatiques contrôlent la output d’insuline lorsque la glycémie transform, et dans le diabète de kind 1, le système immunitaire du corps attaque et détruit ces cellules productrices d’insuline. La transplantation d’îlots est apparue au cours des dernières décennies comme un traitement potentiel du diabète de style 1. Avec des îlots sains transplantés, les people diabétiques de style 1 n’ont peut-être plus besoin d’injections d’insuline, mais les efforts de transplantation ont connu des revers auto le système immunitaire keep on de rejeter de nouveaux îlots. Les médicaments immunosuppresseurs actuels offrent une safety inadéquate pour les cellules et les tissus transplantés et sont en proie à des effets secondaires indésirables.
Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université Northwestern a découvert une strategy pour aider à rendre l’immunomodulation furthermore efficace. La méthode utilise des nanoporteurs pour reconcevoir la rapamycine immunosuppressive couramment utilisée. En utilisant ces nanoporteurs chargés de rapamycine, les chercheurs ont généré une nouvelle forme d’immunosuppression able de cibler des cellules spécifiques liées à la greffe sans supprimer les réponses immunitaires in addition larges.
L’article a été publié aujourd’hui (17 janvier) dans la revue Character Nanotechnology. L’équipe Northwestern est dirigée par Evan Scott, professeur Kay Davis et professeur agrégé de génie biomédical à la McCormick Faculty of Engineering de Northwestern et de microbiologie-immunologie à la Northwestern University Feinberg Faculty of Drugs, et Guillermo Ameer, professeur Daniel Hale Williams de génie biomédical à McCormick et Chirurgie à Feinberg. Ameer est également directeur du Middle for Sophisticated Regenerative Engineering (Treatment).
Spécification de l’attaque du corps
Ameer a travaillé sur l’amélioration des résultats de la transplantation d’îlots en fournissant aux îlots un environnement d’ingénierie, en utilisant des biomatériaux pour optimiser leur survie et leur fonction. Cependant, les problèmes associés à l’immunosuppression systémique traditionnelle restent un obstacle à la gestion clinique des clients et doivent également être résolus pour avoir un impression réel sur leurs soins, a déclaré Ameer.
“C’était l’occasion de s’associer à Evan Scott, un chief de l’immuno-ingénierie, et de s’engager dans une collaboration de recherche sur la convergence qui a été bien exécutée avec une grande focus aux détails par Jacqueline Burke, une chercheuse diplômée de la Countrywide Science Foundation”, a déclaré Ameer.
La rapamycine est bien étudiée et couramment utilisée pour supprimer les réponses immunitaires lors d’autres types de traitement et de greffes, remarquable pour son substantial éventail d’effets sur de nombreux varieties de cellules dans tout le corps. Généralement administrée par voie orale, la posologie de la rapamycine doit être soigneusement surveillée pour éviter les effets toxiques. Pourtant, à des doses additionally faibles, il a une faible efficacité dans des cas tels que la transplantation d’îlots.
Scott, également membre de Care, a déclaré qu’il voulait voir comment le médicament pourrait être amélioré en le mettant dans une nanoparticule et en « contrôlant où il va dans le corps ».
“Pour éviter les larges effets de la rapamycine pendant le traitement, le médicament est généralement administré à de faibles doses et by using des voies d’administration spécifiques, principalement par voie orale”, a déclaré Scott. “Mais dans le cas d’une greffe, vous devez donner suffisamment de rapamycine pour supprimer systématiquement les lymphocytes T, ce qui peut avoir des effets secondaires importants comme la perte de cheveux, des plaies dans la bouche et un système immunitaire globalement affaibli.”
À la suite d’une greffe, les cellules immunitaires, appelées cellules T, rejettent les cellules et les tissus étrangers nouvellement introduits. Les immunosuppresseurs sont utilisés pour inhiber cet effet, mais peuvent également avoir un affect sur la capacité du corps à combattre d’autres bacterial infections en fermant les cellules T dans tout le corps. Mais l’équipe a formulé le nanoporteur et le mélange de médicaments pour avoir un effet in addition spécifique. Au lieu de moduler directement les cellules T – la cible thérapeutique la as well as courante de la rapamycine – la nanoparticule serait conçue pour cibler et modifier les cellules présentatrices d’antigène (APC) qui permettent une immunosuppression furthermore ciblée et contrôlée.
L’utilisation de nanoparticules a également permis à l’équipe d’administrer de la rapamycine par injection sous-cutanée, qui utilise une voie métabolique différente pour éviter une perte importante de médicament qui se produit dans le foie après une administration orale. Cette voie d’administration nécessite beaucoup moins de rapamycine pour être efficace – approximativement la moitié de la dose normal.
“Nous nous sommes demandé si la rapamycine pouvait être repensée pour éviter la suppression non spécifique des lymphocytes T et stimuler à la place une voie tolérogène en délivrant le médicament à différents forms de cellules immunitaires ?” dit Scott. “En changeant les sorts de cellules ciblées, nous avons en fait changé la façon dont l’immunosuppression a été obtenue.”
Un “rêve chimérique” devenu réalité dans la recherche sur le diabète
L’équipe a testé l’hypothèse sur des souris, introduisant le diabète dans la population avant de les traiter avec une combinaison de greffe d’îlots et de rapamycine, administrée through le régime oral common Rapamune® et leur formulation de nanosupport. À partir de la veille de la transplantation, les souris ont reçu des injections du médicament modifié et des injections proceeds tous les trois jours pendant deux semaines.
L’équipe a observé des effets secondaires minimes chez les souris et a découvert que le diabète avait été éradiqué pendant toute la durée de leur essai de 100 jours mais le traitement doit durer toute la durée de vie de la greffe. L’équipe a également démontré que la population de souris traitées avec le médicament nano-livré avait une “réponse immunitaire robuste” par rapport aux souris recevant des traitements regular du médicament.
Le principle d’amélioration et de contrôle des effets secondaires des médicaments by way of la nano-administration n’est pas nouveau, a déclaré Scott. “Mais ici, nous n’améliorons pas un effet, nous le modifions – en réorientant la voie biochimique d’un médicament, dans ce cas l’inhibition de mTOR par la rapamycine, nous générons une réponse cellulaire totalement différente.”
La découverte de l’équipe pourrait avoir des implications considérables. “Cette approche peut être appliquée à d’autres tissus et organes transplantés, ouvrant de nouveaux domaines de recherche et de nouvelles selections pour les sufferers”, a déclaré Ameer. “Nous travaillons maintenant à rapprocher ces résultats très excitants de l’utilisation clinique.”
Jacqueline Burke, la première auteure de l’étude et chercheuse diplômée de la National Science Foundation et chercheuse travaillant avec Scott et Ameer à Treatment, a déclaré qu’elle pouvait à peine croire ses lectures lorsqu’elle a vu la glycémie des souris chuter de niveaux hautement diabétiques à un nombre pair.. Elle a continué à revérifier pour s’assurer que ce n’était pas un coup de probability, mais a vu le nombre soutenu au fil des mois.
La recherche frappe près de chez vous
Pour Burke, doctorante en génie biomédical, la recherche touche additionally près de chez elle. Burke est l’une de ces personnes pour qui les prises de vue quotidiennes font partie intégrante de sa vie. Elle a reçu un diagnostic de diabète de kind 1 à l’âge de neuf ans et savait depuis longtemps qu’elle voulait contribuer d’une manière ou d’une autre au domaine.
“Lors de mon programme précédent, j’ai travaillé sur la cicatrisation des ulcères du pied diabétique, qui sont une complication du diabète de style 1”, a déclaré Burke. “En tant que personne de 26 ans, je n’ai jamais vraiment envie d’y arriver, alors j’ai pensé qu’une meilleure stratégie serait de se concentrer sur la façon dont nous pouvons traiter le diabète maintenant d’une manière moreover succincte qui imite les occurrences naturelles du pancréas chez un non-diabétique personne.”
L’équipe de recherche entièrement du Nord-Ouest travaille sur des expériences et publie des études sur la transplantation d’îlots depuis trois ans, et Burke et Scott disent que le travail qu’ils viennent de publier aurait pu être divisé en deux ou trois article content. Ce qu’ils ont publié maintenant, cependant, ils considèrent une percée et disent que cela pourrait avoir des implications majeures sur l’avenir de la recherche sur le diabète.
Scott a commencé le processus de brevetage de la méthode et de collaboration avec des partenaires industriels pour finalement la faire passer au stade des essais cliniques. La commercialisation de son travail résoudrait les problèmes restants qui ont surgi pour les nouvelles systems telles que les îlots pancréatiques dérivés de cellules souches de Vertex pour le traitement du diabète.