Diabetul de tip 1 ar putea fi vindecat cu ajutorul nanoparticulelor. STUDIU

Persoanele care trăiesc cu diabet zaharat de tip 1 trebuie să urmeze zilnic, cu mare atenție, regimurile de administrare de insulină, făcând injecții cu hormonul - lipsă, prin pompa de insulină sau cu ajutorul unui dispozitiv. Și fără tratamente viabile pe termen lung, acest tip de terapie este, de fapt, o „sentință” pe viață. Cercetătorii spun, însă, că nanoterapia ar putea schimba complet regulile jocului. 

În organism, insulele pancreatice ale lui Langerhans sunt cele care controlează producția de insulină atunci când nivelul zahărului din sânge se modifică, iar la pacienții cu diabet de tip 1, sistemul imunitar al organismului este cel care atacă și distruge astfel de celule producătoare de insulină. 

În  ultimele decenii s-a încercat transplantul de insule Langerhans ca un potențial remediu pentru diabetul de tip 1. În teorie, transplantarea de insule Langerhans sănătoase la pacienții cu diabet de tip 1 ar putea să îi scape pe aceștia de desele injecții cu insulină, dar, din păcate, în practică s-au înregistrat multe eșecuri, deoarece sistemul imunitar continuă să respingă noile insulițe. Specialiștii spun că medicamentele imunosupresoare actuale nu oferă suficientă protecție pentru celulele și țesuturile transplantate, și că acestea au efecte secundare nedorite la nivelul întregului sistem.

Acum, o echipă de oameni de știință de la Universitatea Northwestern a descoperit o tehnică care eficientizează imunomodulația. Metoda folosește nanopurtători care schimbă modul de administrare pentru imunosupresorul rapamicină utilizat în mod obișnuit, scăzând doza și crescând efectele terapeutice în timp ce scade efectele adverse.  Studiul a fost publicat ieri (17 ianuarie), în jurnalul de specialitate Nature Nanotechnology (link direct studiu).

Rapamincina, administrată altfel

Utilizând acești nanopurtători încărcați cu rapamicină, cercetătorii au generat o nouă formă de imunosupresie capabilă să vizeze direct celule specifice legate de transplant, fără a suprima colateral și răspunsurile imune mai largi din organism.

Rapamicina este un medicament bine studiat și utilizat în mod larg pentru a suprima răspunsurile imune în timpul altor tipuri de tratament și de transplanturi, fiind apreciată pentru gama sa largă de efecte asupra multor tipuri de celule din organism. Administrată de obicei pe cale orală, rapamicina trebuie monitorizată însă cu atenție pentru a preveni efectele sale toxice, iar dozele mai mici nu sunt o soluție, pentru că au o eficacitate slabă în cazuri precum transplantul de insulițe Langerhans.

„Pentru a evita efectele adverse ale rapamicinei în timpul tratamentului, medicamentul este de obicei administrat în doze mici și prin căi specifice de administrare, în principal pe cale orală”, a spus profesor asociat de inginerie biomedicală la Northwestern McCormick School of Engineering și microbiologie-imunologie la Northwestern University Feinberg School of Medicine, unul dintre autorii principali ai studiului. „Dar în cazul unui transplant, însă, trebuie să administrată suficientă rapamicină pentru a suprima sistemic celulele T, care pot avea efecte secundare semnificative, cum ar fi căderea părului, răni bucale și un sistem imunitar general slăbit”.

După transplant, celulele imune T ale organismului vor respinge celulele și țesuturile care-i sunt străine, iar imunosupresoarele sunt utilizate pentru a inhiba acest efect. Dar în timp ce suprimă acest efect, ele pot afecta și capacitatea organismului de a lupta împotriva altor infecții. În urma cercetărilor, echipa de oameni de știință de la Northwestern a reușit să încarce pe nanopurtători un amestec de medicamente imunosupresoare care au un efect mai specific.

Nu mai suprimă tot sistemul imunitar

În loc să blocheze direct toate celulele T - cea mai comună țintă terapeutică a rapamicinei – nanoparticulele încărcate cu imunosupresoare sunt proiectate să țintească și să modifice direct celulele care prezintă antigen (APC), permițând o imunosupresie mai țintită și mai controlată.

Nanoparticulele folosite permit practic administrarea rapamicinei printr-o injecție subcutanată - o cale metabolică diferită față de administrarea clasică orală, în care nu se mai pierde în ficat mare parte din medicamentul  (cum se întâmplă după administrarea orală). Această cale de administrare necesită semnificativ mai puțină rapamicină (o jumătate din doza standard, mai exact), iar odată administrată ea este mult mai eficientă – pentru că se duce direct acolo unde este nevoie de ea.

„Ne-am întrebat dacă rapamicina poate fi reproiectată pentru a evita suprimarea nespecifică a celulelor T și, în schimb, pentru a stimula o cale tolerogenă prin administrarea medicamentului către diferite tipuri de celule imunitare” a explicat profesorul Scott. „Prin schimbarea tipurilor de celule care sunt vizate, am schimbat de fapt modul în care a fost realizată imunodepresia”.

Cercetătorii au testat noua modalitate de administrare pe șoareci, în laborator, introducând acestora diabetul de tip 1, apoi realizând un transplant de insuliță Langerhans  și administrând rapamicină, atât oral cât și cu ajutorul nanoparticulelor. Tratamentul cu rapamicină  a început cu o zi înainte de transplant, apoi cobaii au făcut injecții cu medicamentul modificat la fiecare trei zile, timp de două săptămâni.

Efectul fabulos descoperit în testele de laborator

Cercetătorii au constatat că acest mod de administrare dă efecte secundare minime la șoareci și că diabetul a fost eradicat pe durata studiului lor (de 100 de zile). E adevărat, însă, că la oameni, rapamicina ar trebui administrată toată viața. În plus, studiul a mai arătat și că grupul de șoareci tratați cu medicamentul livrat prin nanoparticule a avut un „răspuns imunitar robust” în comparație cu șoarecii cărora li s-a administrat tratamentul oral standard.

Conceptul de îmbunătățire a efectelor directe și de control al celor telor secundare șa medicamente prin administrarea lor cu ajutorul nanoparticulelor nu este nouă, a spus Scott. „Dar aici nu îmbunătățim un efect, ci îl schimbăm, iar prin reutilizarea căii biochimice a unui medicament, în acest caz inhibarea mTOR de către rapamicină, generăm un răspuns celular total diferit”.

Descoperirea ar putea avea implicații de mult mai mare amploare. „Această abordare poate fi aplicată și în cazul altor țesuturi și organe transplantate, deschizând noi domenii de cercetare și opțiuni mai bune și mai ușor suportabile pentru pacienți”, a spus un alt autor principal, Guillermo Ameer, profesor de inginerie biomedicală la Northwestern McCormick School of Engineering și Chirurgie la Feinberg. Următorul pas, a explicat acesta este transformarea acestui test de laborator într-un studiu clinic.