Чтобы имплантируемые частицы не раздражали иммунитет и не покрывались рубцами, их следует делать по возможности крупными.

Всевозможные имплантаты сейчас переживают настоящий бум. Их научились использовать не только для того, чтобы заменить повреждённую кость или вышедший из строя сердечный клапан – имплантаты используют для регулярной доставки лекарств, как медицинские датчики, снимающие физиологические показатели в непрерывном режиме, и т. д. Но, какими бы полезными они ни были, наш иммунитет всё равно воспринимает их как чужеродное тело, которое нужно изгнать или уничтожить.

Углеводные сферы с инсулиновыми клетками внутри; синим и зелёным окрашены иммунные клетки, атаковавшие инородные тела. (Фото Omid Veiseh et al., Nature Materials.)

Когда говорят об иммунной совместимости имплантатов, то подразумевают их химический состав: нужно, дескать, найти такое вещество, которое в идеале вообще не будет раздражать иммунную систему. Но химия – ещё не всё. Оказалось, что большое значение имеет ещё и размер; об этом в своей статье в Nature Materials пишут исследователи из Массачусетского технологического института. Эксперименты Дэниэла Андерсона (Daniel Anderson) и его коллег начинались с попыток создать у больных диабетом первого типа, у которых отказали инсулинпроизводящие клетки, что-то вроде искусственной поджелудочной железы. Здоровые, функционирующие клетки запечатывались в капсулы, сделанные из альгината (полисахарид водорослей) или ещё какого-нибудь биосовместимого материала, после чего их следовало вживить в организм, чтобы они синтезировали инсулин и регулировали уровень глюкозы в крови. Проблема же была в том, что капсулы с клетками запускали реакцию отторжения и оказывались покрыты соединительнотканным рубцом. В таком случае ни о какой секреции инсулина в ответ на повышенный уровень сахара в крови и речи не могло быть. 

 Было сделано два вида капсул, 0,5 и 1,5 миллиметра в диаметре, которые поместили в брюшную полость мышей. Можно было бы ожидать, что более мелкие шарики окажутся и более эффективными, но вышло наоборот: в течение месяца полумиллиметровые капсулы полностью покрылись соединительной рубцовочной тканью, в то время как более крупные не были отторгнуты организмом и продолжали работать целых полгода. То же самое произошло и в опытах с приматами: мелкие сферы, вживлённые под кожу, отказали через две недели, крупные же оставались в рабочей форме вдвое дольше – они слабее, по словам авторов работы, притягивали к себе иммунные клетки. 

Любопытно, что точно такой же эффект повторился и с самыми разными материалами: имплантируемые капсулы делали из нержавеющей стали, стекла, полистирена, поликапролактона, и каждый раз крупные шарики имели преимущество перед мелкими, слишком сильно раздражавшими иммунитет. То есть дело не в материале, а именно в размере частиц. Значит ли это, что вообще все имплантаты следует делать побольше? Ответ тут дадут дальнейшие исследования; вполне может быть, что наш иммунитет вообще не слишком благосклонно относится к излишне мелким инородным телам, и тогда всё, что мы собираемся ввести в организм – будь то имплантат-датчик или резервуар с лекарством – нужно делать по возможности не слишком маленьким.