Диабет первого типа можно преодолеть с помощью пересадки новых инсулиновых клеток, защищённых от иммунной агрессии специальной капсулой.

Диабет первого типа возникает из-за того, что иммунная система атакует в поджелудочной железе клетки, синтезирующие инсулин. Человек с диабетом вынужден по нескольку раз на дню сам измерять уровень сахара у себя в крови и делать инсулиновые инъекции.

Полимерная капсула с клетками, синтезирующими инсулин. (Фото MIT.)

Поверхность полимерной капсулы, защищающей содержащиеся в ней клетки от ненужного внимания иммунитета. (Фото MIT.)

Срез через человеческую поджелудочную железу; клетки, синтезирующие инсулин, образую особые скопления – островки Лангерганса (окрашены красным.). (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)

 Очевидное решение здесь состоит в том, чтобы просто пересадить больному инсулинсинтезирующие клетки взамен погибших – чтобы в организме снова было кому следить за углеводным обменом. Однако здесь возникает та же проблема с иммунитетом, который атакует уже новые, пересаженные клетки, и усмирить его можно только с помощью иммуносупрессорных лекарств. То есть нужно найти какой-то способ защитить трансплантируемые инсулиновые клетки от иммунной системы, поставить между ними какой-то барьер.

Несколько лет назад сотрудники Массачусетского технологического института придумали для этого специальные капсулы, сделанные из химически модифицированной альгиновой кислоты, которую получают из некоторых видов водорослей. Альгиновая кислота и её производные представляет собой вязкий полисахарид, в который можно поместить клетки, так что они будут там нормально жить и работать, причём к ним сквозь стенку капсулы могут проникать молекулы сахаров и белков – то есть, сидя в альгиновой «камере», такие клетки вполне могут чувствовать уровень глюкозы вокруг и синтезировать в ответ нужное количество инсулина.

Правда, как оказалось, такие капсулы, будучи пересажены в живые ткани, вызывали рубцевание: иммунитет не старался их «съесть», но всё же воспринимал их как инородные объекты, попавшие в организм после ранения (что, в общем-то, правда), и действовал просто по другой схеме, то есть наращивал вокруг нехорошего места соединительнотканную «подушку», рубец. В итоге инсулинсинтезирующие клетки в альгиновых капсулах вообще оказывались изолированными от всего и становились бесполезными.

Так что теперь перед исследователями встала задача, как обмануть иммунитет уже другим манером, и, судя по двум статьям в Nature Biotechnology и в Nature Medicine, Дэниэл Андерсон (Daniel G Anderson) и его коллеги эту задачу решили. Из нескольких сотен возможных химических модификаций альгиновой кислоты они попытались выбрать ту, которая делает альгинатовые капсулы невидимыми для иммунной системы. Тесты на мышах и обезьянах показали, что наиболее перспективным тут является TMTD, или триазол-тиоморфолин диоксид: если молекулу TMTD прикрепляли к полимерной альгиновой кислоте, она переставала раздражать иммунитет.

В следующих опытах человеческие клетки, синтезирующие инсулин, сажали в капсулы из модифицированной TMTD альгиновой кислоты и вводили их в брюшную полость мышей с чрезвычайно активной иммунной системой. И вот, несмотря на весьма активный иммунитет нового хозяина, пересаженные клетки нормально жили в мышах всё время, пока длился эксперимент, то есть 174 дня, синтезируя инсулин и успешно регулируя уровень сахара в крови у животных.

Разумеется, здесь ещё предстоит точно определить, сколько клетки в капсулах сами по себе могут оставаться в живых, и сработает ли такой метод в человекообразных приматах. Если дальнейшие результаты оправдают ожидания, то проблема с диабетом первого типа будет отчасти решена: больных достаточно будет снабдить нужной порцией свежих клеток, которые под защитой альгинатовой капсулы будут сами следить за уровнем глюкозы. Также стоит отметить, что и сам материал, обеспечивающий иммунную невидимость, очевидно, найдёт самое широкое применение в трансплантологии и вообще в биотехнологии.