Transplantation från gris till apa behandlar diabetes

Att använda embryonal vävnad för organtransplantationer mellan arter erbjuder ett sätt att undvika värdens immunsystem, säger forskare som använde metoden för att behandla typ 1-diabetes hos primater. Genom att transplantera embryonal pankreasvävnad från grisar till apor rapporterar israeliska forskare att de kunde vända primaternas insulinbrist.

Nyckeln, säger forskarna, är den embryonala vävnadens förmåga att växa till en ny bukspottkörtel som använder blodkärl från värddjuret. Värdens blodkärl är inte föremål för den farliga immunreaktionen som alltid har följt xenotransplantationer av moget bukspottkörtelmaterial.

Forskargruppen, ledd av Yair Reisner från Weizmann Institute, hävdar att resultaten, publicerade i det senaste numret av tidskriften PNAS , attr kunde erbjuda en attraktiv ersättningsterapi för typ 1-diabetes, en autoimmun sjukdom där förstörelsen av bukspottkörteln innebär att patienter är beroende av injektioner av hormonet insulin för att kontrollera sina blodsockernivåer.

I en tidigare studie fann forskarna bevis för att halvformad pankreasvävnad som tagits från grisembryon vid 42 dagars dräktighet verkade erbjuda den bästa kombinationen av egenskaper för xenotransplantation. Enligt Reisner, om de skördas för tidigt, kanske det inte finns tillräckligt med partiellt differentierade pankreasceller. Men om de tas för sent försämras vävnadernas förmåga att växa till ett nytt organ, kanske för att de innehåller för få stamceller, samtidigt som deras förmåga att orsaka immunavstötning ökar.

I den senaste studien transplanterade forskarna 42 dagar gammal bukspottkörtelvävnad från gris till apor med inducerad typ 1-diabetes. Det första djurparet som var inblandade i studien dog kort efter transplantationen av en infektion orsakad av för mycket immunsuppressiv terapi.

Det andra djurparet fick mildare immunterapi och överlevde i ett år. Dessutom, inom fem månader efter behandling, hade djuren fått nya bukspottkörtel och var inte längre beroende av insulininjektioner. Detta indikerar att ersättningsorganen hade tillräckligt med öar – små, insulinproducerande strukturer bestående av cirka 1 500 betaceller, som har sina egna intrikata kärlsystem.

Radioimmunoassay-tester bekräftade att insulinet som apan producerade var svin, medan nätverket av kärl som löpte genom det nya organet var gjord av värdceller. Detta är viktigt eftersom det innebar att apans immunsystem inte attackerade kärlen, säger Reisner.
Den här typen av immunreaktion har varit en bugbear för forskare, säger han, eftersom primater, inklusive människor, producerar en klass av antikroppar som attackerar sockermolekylerna som täcker grisens blodkärlsvävnad.

Inget avslag: Fluorescerande röda markörer visar att blodkärlen i en transplanterad bukspottkörtel är av apursprung. Begränsad grön färgning tyder på att få grisblodkärl finns.

Betydande immunsuppressiv terapi behövs fortfarande för att minska andra typer av värdimmunreaktioner mot grisens pankreasceller. Men Reisner hävdar att detta är på den nivå som vanligtvis ses inom transplantationsmedicin - även om forskarna rapporterar att båda djuren dog av infektioner och drogtoxicitet ett år efter deras transplantationer. Han tillägger att det finns utrymme för att ytterligare minska mängden terapi som krävs. Vi finjusterar saker för att minska nivåerna av toxicitet, säger han. Det viktiga är att vi siktar på att visa att en bukspottkörtel kan odlas på detta sätt, och att den kan korrigera de okontrollerade glukosnivåerna som orsakas av diabetes, vilket är vad vi har gjort.

Reisner tror att tekniken så småningom kan hjälpa människor med samma tillstånd. Bukspottkörteltransplantationer från människa till människa har visat sig vara effektiva, men bristen på donatorer begränsar kraftigt antalet tillgängliga sådana behandlingar. Syftet med denna studie var att visa att vi potentiellt skulle kunna ha en metod för att tillhandahålla en obegränsad källa till transplantation för behandling av diabetes.

Men Reisner, som är en vetenskaplig konsult och har aktier i Tissera, som stödde forskningen, säger att mycket arbete måste göras innan xenotransplantationsmetoden kan användas kliniskt.

Gordon Weir , chef för Islet Transplantation and Cell Biology Center, vid Harvard Medical Schools Joslin Diabetes Center, säger att det är för tidigt att avskriva andra källor än 42 dagar gammal embryonal vävnad för att odla nya öar. Jag är inte nödvändigtvis övertygad av 42-dagarstalet, säger han. Vissa personer har haft goda resultat med neonatal vävnad. Han tillägger att även mogen pankreastransplantationsvävnad i viss utsträckning kan infiltreras av värdblodkärl.

Andra metoder för att vända diabetes typ 1 dyker också upp. Av särskilt intresse är metoder som försöker omprogrammera en patients immunsystem för att stoppa det från att attackera bukspottkörteln. Nyligen rapporterades det att att förstöra bukspottkörteldödande immunceller och ersätta dem med en patients egna stamceller kan hjälpa henne att få kontroll över blodsockernivåerna.

Ett mer extremt tillvägagångssätt är att helt utplåna en diabetikers immunsystem och återuppbygga det med hjälp av hans benmärgsstamceller – en strategi som har väckt vissa säkerhetsproblem.
Det här är ett intressant tillvägagångssätt som försöker undvika transplantationer, säger Reisner. Det skulle kunna fungera om det används tidigt i sjukdomen, medan patienten fortfarande har lite pankreasvävnad. Men senare, när alla betaceller förstörs, kanske ett alternativt tillvägagångssätt som vårt måste användas.

Weir tillägger att fantastiska framsteg har gjorts när det gäller att skörda stamceller för att göra ny bukspottkörtelvävnad och att han är hoppfull om att detta snart kommer att leda till stora kliniska genombrott.

Dölj