Uma equipe multidisciplinar de pesquisadores médicos, engenheiros e cientistas de materiais, com base na Universidade de Cornell criou um implante com potencial para fornecer tratamento a longo prazo da deficiência de insulina que decorre da diabetes tipo 1 (T1D).
Pacientes com T1D são incapazes de produzir níveis adequados de insulina devido a uma reação autoimune mal compreendida que destrói as células beta secretoras de insulina dentro do pâncreas. A doença, muitas vezes começa durante a infância, e os indivíduos afetados devem se tratar continuamente com injeções ou uma bomba de insulina para sobreviver.
Em vez de entregar insulina na corrente sanguínea, a nova invenção transplanta centenas de milhares de células beta derivadas de células-tronco para o abdômen. Os aglomerados de células, chamados de ilhotas, estão encapsulados em um hidrogel solúvel em água, feito de algas marrons, reforçado por uma rosca central de sutura de polímero de nylon modificado.
O implante em forma de corda foi intitulado TRAFFIC, Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation (Fibra de Alginato Reforçado com fio para ilhotas enCapsulation). A equipe compartilhou em uma declaração que o conceito foi inspirado por como as gotas de água se apegam às teias de aranha.
O design inovador da TRAFFIC confere várias vantagens fundamentais em relação aos implantes de ilhotas anteriores. As células são protegidas do sistema imunológico do corpo, o que significa que pacientes não precisariam imunossupressores de longo prazo, um tipo de medicamento conhecido por seus efeitos colaterais graves. Ironicamente, vários medicamentos anti-rejeição administrados a pacientes transplantados podem induzir a resistência à insulina e levam a uma forma de diabetes tipo 2 (diabetes mellitus pós-transplante).
Por estarem envoltas em hidrogel, as células também podem ser facilmente removidas quando a produção do hormônio insulínico diminui ou as ilhotas começam a se degradar. De acordo com o líder do estudo Minglin Ma, PhD, as células implantadas correm o risco de formar tumores.
"Quando eles falham ou morrem, eles precisam sair", disse Ma. "Você não quer colocar algo no corpo que você não pode retirar. Com o nosso método, não é um problema. "
Finalmente, a camada externa da linha é revestida com nanopores (furos na escala de um bilionésimo de metro de diâmetro) que liberam íons de cálcio. O primeiro autor e candidato a doutorado no departamento de engenharia biológica e ambiental da Cornell, Duo An, disse em entrevista que esta distribuição uniforme do cálcio é crítica, pois garante uma ligação mais próxima e segura entre o fio e o hidrogel de alginato, bem como uma espessura mínima e uniforme da camada de hidrogel. Acredita-se que esta propriedade facilite a difusão eficiente da insulina produzida por ilhotas embutidas fora do gel, onde pode ser absorvido pelo tecido circundante.
Uma série de experimentos iniciais avaliando o TRAFFIC, publicado antes da impressão em Proceedings of National Academy of Sciences, mostrou que o dispositivo biocompatível forneceu controle de sintomas em camundongos com diabetes induzida quimicamente por 3 a 4 meses. O estudo também demonstrou que o dispositivo poderia ser ampliado para animais maiores e que poderia ser facilmente removido através de cirurgia laparoscópica minimamente invasiva, após exames bem sucedidos em cães.
Se a tecnologia avança para testes humanos, o grupo planeja implantar aproximadamente 2 metros de fio TRAFFIC na cavidade peritoneal do paciente, um espaço entre os revestimentos da parede abdominal e o tecido que envolve os órgãos internos.
TRAFFIC recebeu proteção de patente sob a empresa farmacêutica Novo Nordisk, que também colaborou em seu desenvolvimento.
