Bij behandeling van bijvoorbeeld diabetes type 1 worden donorcellen in het lichaam getransplanteerd om de insulineproductie te herstellen. Om afstoting te voorkomen moeten patiënten dan blijvend zware medicijnen slikken. Chemisch ingenieurs van MIT hebben hier een oplossing voor gevonden. Ze ontwikkelden een manier om getransplanteerde therapeutische cellen te weren tegen het immuunsysteem.

De onderzoekers van MIT slaagden erin de donorcellen in te kapselen en zo te beschermen tegen het immuunsysteem van het lichaam. Ze deden dit door de cellen in te pakken in een poreus membraan van polydimethylsiloxaan (PDMS). Op deze manier willen de onderzoekers levende medicijnfabriekjes maken als behandelmethode voor chronische ziekten zoals diabetes.

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen deze week in Nature Biomedical Engineering.

 

Optimale poriegrootte

De poriegrootte van het membraan is cruciaal voor de werking van de getransplanteerde cellen. De poriën moeten groot genoeg zijn dat de cellen voedingsstoffen en zuurstof kunnen opnemen en insuline kunnen doorlaten. Tegelijkertijd moeten ze klein genoeg zijn dat de afweercellen zoals T-cellen er niet bij kunnen.

In dit onderzoek hebben de onderzoekers de grootte van de poriën in het poreuze membraan geoptimaliseerd. Ze concluderen dat poriegrootte het beste tussen de 800 nanometer en 1 micrometer kan zijn.

 

Onderzoek op muizen

Om de werking van deze behandelmethode te testen hebben de onderzoekers een studie gedaan op muizen. Genetisch gemanipuleerde mensencellen konden zeker vijf maanden overleven in de muizen.

Ook de behandeling van muizen met diabetes door middel van getransplanteerde donorcellen vanratten was succesvol bij het gebruik van de ontwikkelde methode. De bloedsuikerspiegel bleef meer dan tien weken op het gewenste niveau.

 

Eiwitten on-demand

Het inkapselen van lichaamsvreemde cellen kan ook voor andere chronische ziekten worden ingezet. De onderzoekers hebben al onderzoek op muizen gedaan voor de behandeling van bloedarmoede. Ze hebben cellen genetisch gemanipuleerd om eiwitten te produceren bij toediening van een specifiek medicijn. Met behulp van de inkapselmethode implanteerden ze deze cellen in muizen, waar ze zeker negentien weken overleefden. Zo ontwikkelden ze een strategie voor de productie van eiwitten on-demand. Dit zou zelfs verder uitgebreid kunnen worden tot de productie van eiwitten en hormonen. Maar dat zijn plannen voor later. Eerst focust de groep zich op de behandeling van diabetes.

 

Afbeelding: Felice Frankel, MIT