Чтобы обеспечить иммунную защиту и поддержание жизнеспособности островков Лангерганса, инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы, применяемых для лечения сахарного диабета, коллектив исследователей из Нижнего Новгорода и Москвы придумал помещать их в специально разработанные альгинатные микрокапсулы с полимерным покрытием. Об этом сообщает пресс-служба Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.

Перспективным вариантом лечения сахарного диабета является трансплантация инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы, способных выделять инсулин непосредственно в кровь. Недостатком метода является необходимость применения иммуносупрессивной терапии, что ведёт к снижению качества жизни пациента, увеличению риска инфекционных, онкологических, сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний. Поэтому инкапсуляция трансплантируемых клеток в пористые полимерные оболочки, изолирующие их от иммунных клеточных реакций организма, позволит полностью отказаться от системной иммуносупрессии и значительно увеличить срок жизни клеток в организме человека, говорится в сообщении.

«Для формирования микрокапсул в Институте металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН была разработана микрофлюидная экспериментальная установка для контролируемого формирования микрокапель с использованием внешнего воздействия на поток непрерывной фазы. В качестве инновационного материала для покрытия микрокапсул предложен поли [2-(метакрилоилокси)этил] триметиламмонийхлорид (PMETAC), синтезированный в ИМХ РАН», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории фотополимеризации и полимерных материалов ИМХ РАН Максим Батенькин.

В ходе работы были исследованы микрокапсулы с полимерным покрытием, нанесённым путем обработки последних раствором PMETAC (0,01 – 1 мас. %). Выяснилось, что с увеличением концентрации полимера увеличивается осмотическая и термическая стабильность микрокапсул в условиях культивирования клеток, а также стабильность при многократном промывании физиологической средой.

Микрокапсулы, покрытые с использованием 0,4 мас. % PMETAC, показали лучшие результаты. Они стабильны в вышеуказанных тестах и при этом непроницаемы для высокомолекулярных соединений (120 кДа и выше), что обеспечивает иммуноизоляцию инкапсулированных островков, сохраняет проницаемость соединений молекулярной массой 35 кДа — питательных веществ и инсулина.

При инкапсуляции панкреатические островки остаются жизнеспособными и функционально активными. Разработанные альгинатные микрокапсулы, покрытые PMETAC, подходят для дальнейших испытаний на животных.

«Использование PMETAC может улучшить биосовместимость и долговечность капсул, что знаменует значительный прогресс в методах инкапсуляции <…> Эта разработка не только упрощает состав исходных материалов, но и оптимизирует процесс подготовки, снижает затраты и повышает потенциал для широкого клинического использования», — сказано в исследовании.