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Diabete di tipo 1: l’incapsulamento con acido tannico protegge le isole trapiantate dal rigetto

Eugenia Kharlampieva

Strati di acido tannico e un altro biopolimero ritardano l’alloinnesto e il rigetto autoimmune in modelli murini di diabete di tipo 1.

BIRMINGHAM, Ala. – Il diabete di tipo 1, o T1D, è il risultato della distruzione autoimmune delle cellule del pancreas che producono insulina. Le persone con T1D richiedono insulina esogena e soffrono di oscillazioni dei livelli di glucosio nel sangue che influiscono sull’aspettativa di vita e aumentano i rischi di malattie cardiovascolari, neuropatie e insufficienza renale.

Una terapia è promettente: trapiantare isole pancreatiche da cadaveri. Ma questo richiede immunosoppressione e l’autoimmunità riattivata porta a una bassa vitalità e funzionalità dell’innesto dopo cinque anni.

Ora, un team di ricercatori dell’Università dell’Alabama a Birmingham ha mostrato un modo semplice per proteggere le isole trapiantate, rivestendole con una sottile pelle di strati alternati di due biopolimeri. Come riportato nella rivista Diabetes , questo rivestimento ritarda il rigetto alloinnesto e autoimmune nei modelli murini di T1D.

“Il nostro approccio per inibire le risposte immunitarie proinfiammatorie con isole incapsulate in acido poli (N-vinilpirrolidone) -tannico senza immunosoppressione sistemica è un progresso significativo verso il successo dei trapianti di isole negli esseri umani”, hanno detto gli autori senior Hubert Tse, Ph.D., e Eugenia Kharlampieva , Ph.D.

L’acido poli (N-vinilpirrolidone) -tannico biocompatibile, o PVPON e acido tannico, o TA, sono rivestiti sulle isole in più strati alternati che sono abbastanza sottili da consentire all’ossigeno e ai nutrienti di raggiungere facilmente le cellule. Questo incapsulamento nano-sottile è circa 120 volte più sottile di un foglio di pellicola trasparente. La chiave della sua protezione autoimmune, dicono i ricercatori dell’UAB, sono gli strati di AT. Questo composto fenolico può eliminare le specie reattive dell’ossigeno e ha un effetto antinfiammatorio.

Lo stress ossidativo da specie reattive dell’ossigeno, o ROS, era già noto per svolgere un ruolo chiave nell’attivazione dell’immunità alloreattiva e autoreattiva verso le isole innestate, e le cellule beta produttrici di insulina delle isole sono più sensibili ai ROS rispetto a molte altre cellule di il corpo.

Negli esperimenti di trapianto autoimmune per lo studio UAB, più della metà degli innesti incapsulati (PVPON / TA) è sopravvissuta a 70 giorni dopo il trapianto, mentre meno di un quarto degli innesti non incapsulati è sopravvissuto. Negli esperimenti di trapianto alloimmune, in cui gli isolotti provenivano da un diverso ceppo di topi, circa il 40% degli innesti incapsulati è sopravvissuto a 120 giorni dopo il trapianto, mentre tutti gli innesti non incapsulati sono stati respinti in meno di 50 giorni.

In entrambi i tipi di trapianto, l’immunosoppressione sistemica era assente. Le isole incapsulate con (PVPON / TA) hanno mantenuto l’euglicemia significativamente più a lungo delle isole non incapsulate e gli innesti erano immunomodulatori.

I topi che hanno ricevuto gli innesti incapsulati hanno avuto riduzioni significative nell’infiltrazione delle cellule immunitarie, nella sintesi dei ROS, nelle chemochine infiammatorie, nelle citochine e nell’infiltrazione delle cellule T CD8, rispetto ai topi che hanno ricevuto le isole non incapsulate. È noto che ROS promuove la differenziazione dei macrofagi M1 proinfiammatori; al contrario, i topi che hanno ricevuto le isole incapsulate hanno mostrato un aumento dei macrofagi M2 antinfiammatori.

Tse e Kharlampieva affermano che si può fare molto di più per migliorare l’immunosoppressione mediante l’incapsulamento ed estendere tale protezione ad altre fonti di isolotti che sono più facilmente disponibili rispetto alle isole di cadavere umane.

“I rivestimenti PVPON / TA possono essere modificati per aumentare il numero di strati di PVPON e TA per l’incapsulamento, complessati con recettori immuno-inibitori, inclusi CTLA-4, PD-L1 e / o citochine anti-infiammatorie come IL-10 e TGF- beta, per migliorare ulteriormente l’immunosoppressione localizzata “, hanno detto. “L’uso di rivestimenti PVPON / TA non è limitato all’incapsulamento di isole umane, poiché i nostri studi preliminari dimostrano anche che l’incapsulamento PVPON / TA non compromette la funzione delle isole suine neonatali e può anche essere espanso per includere beta pancreatico derivato da cellule staminali umane cellule. “