DINSDAG 5 maart 2013 (HealthDay News) - Een nieuw bio-ingenieur miniatuurinstrument dat de BioHub wordt genoemd, zou op een dag mensen met type-1 diabetes vrijheid van hun ziekte kunnen bieden.
In de laatste stadia zou de BioHub een alvleesklier nabootsen en fungeren als een thuis voor getransplanteerde eilandjescellen, waardoor ze zuurstof krijgen totdat ze hun eigen bloedtoevoer konden instellen. Eilandcellen bevatten bètacellen, de cellen die het hormoon insuline produceren. Insuline helpt het lichaam de koolhydraten in voedingsmiddelen te metaboliseren, zodat ze kunnen worden gebruikt als brandstof voor de lichaamscellen. De BioHub zou ook zorgen voor onderdrukking van het immuunsysteem dat zich zou kunnen beperken tot het gebied rond de eilandjescellen, of het is mogelijk elke eilandje cel kan worden ingekapseld om het te beschermen tegen de auto-immune aanval die type 1 diabetes veroorzaakt.
De eerste stap is echter eilandcellen in de BioHub laden en transplanteren in een gebied van de buik dat bekend staat als het omentum. Verwacht wordt dat deze onderzoeken binnen anderhalf jaar zullen beginnen, zei Dr. Luca Inverardi, adjunct-directeur van translationeel onderzoek aan het Diabetes Research Institute van de Universiteit van Miami, waar de BioHub wordt ontwikkeld.
Dr. Camillo Ricordi, de directeur van het instituut, zei dat het project erg opwindend is. "We assembleren alle stukjes van de puzzel om de pancreas te vervangen", zei hij.
"In eerste instantie moeten we in fasen gaan en de componenten van de BioHub klinisch testen," zei hij. "De eerste stap is het testen van de steigerconstructie die zal werken als een gewone eilandceltransplantatie."
Het Diabetes Research Institute behandelt diabetes type 1 al met succes met transplantaties van eilandcellen in de lever.
Bij type 1 diabetes, een auto-immuunziekte, het immuunsysteem van het lichaam valt ten onrechte de bètacellen aan die zich in eilandjescellen bevinden en vernietigt deze. Dit betekent dat iemand met type 1-diabetes niet langer de insuline kan produceren die ze nodig hebben om suiker (glucose) in de cellen van het lichaam te krijgen, dus moeten ze de verloren insuline vervangen. Dit kan alleen worden gedaan via meerdere dagelijkse injecties of met een insulinepomp via een buisje dat onder de huid wordt ingebracht en elke paar dagen wordt vervangen.
Hoewel eilandjesceltransplantatie zeer succesvol is geweest bij de behandeling van type 1 diabetes, is de onderliggende auto-immuunziekte nog altijd daar. Omdat getransplanteerde cellen afkomstig zijn van kadaverdonoren, moeten mensen met transplantaties van eilandjescellen immuunonderdrukkende medicijnen gebruiken om afstoting van de nieuwe cellen te voorkomen. Hierdoor lopen mensen het risico dat ze complicaties van de medicatie ontwikkelen en na verloop van tijd vernietigt het immuunsysteem de nieuwe eilandjes.
Vanwege deze problemen is eilandceltransplantatie over het algemeen voorbehouden aan mensen van wie de diabetes zeer moeilijk onder controle te houden is of die zich niet langer bewust zijn van potentieel gevaarlijke lage bloedsuikerspiegels.
Julia Greenstein, vice-president van Cure Therapies voor JDRF (voorheen het Juvenile Diabetes Research Institute), zei dat de risico's van eilandjesceltransplantatie opwegen tegen de voordelen voor gezonde mensen met type 1 diabetes.
Daar komt de BioHub om de hoek kijken.
"De BioHub is als een nest waarin de cellen van het eiland zitten en worden beschermd en verzorgd," zei Inverardi. "Het is een transparante, platte structuur van ongeveer de grootte van een kwart. Het is zo gevormd dat je er eilandcellen in kunt leggen, en het is poreus om [de eilandjes een nieuwe bloedtoevoer te laten ontwikkelen]."
Het apparaat is gemaakt van een siliconenverbinding die al in gebruik is voor andere medische aandoeningen. "De BioHub is … als een open frame, met ongeveer 95 procent lucht." Het ontwerp zorgt ervoor dat de eilandjes niet samenklonteren, "zei Ricordi, die aanvoerde dat dit waarschijnlijk zou vertalen in een behoefte aan minder eilandjescellen. En, zei hij, het ontwerp stelt de onderzoekers in staat om nieuwe componenten toe te voegen als ze worden ontwikkeld en goedgekeurd.
In de toekomst zou de BioHub zich in een nog natuurlijkere verpakking kunnen bevinden, zoals een afgesnoerde ader die een zak zou creëren om de eilandjescellen vast te houden, zei Ricordi. Het voordeel van een ader is dat de bloedtoevoer al aanwezig is. Aanvankelijk implanteren de onderzoekers de BioHub in het omentale zakje, een gebied in de bekleding van de buikholte dat de maag verbindt met andere buikorganen. Eenmaal daar, zou de BioHub veranderingen in de bloedsuikerspiegel detecteren en zou insuline indien nodig vrijgeven. Inverardi zei dat een van de grootste voordelen van de BioHub is dat onderzoekers gemakkelijk de beste plaats voor transplantatie van eilandjescellen kunnen vinden, omdat als een site niet goed werkt, kan het apparaat eenvoudig worden opgehaald.
Inverardi en Ricordi verwachten beide dat deze fase goed zal verlopen en verwachten dat de BioHub met de getransplanteerde eilandjes begint met de productie van insuline.
Uiteindelijk zullen de onderzoekers hoop immuunonderdrukking te ontwikkelen en te testen die alleen in het gebied van de cellen van het eiland voorkomt, in plaats van het hele lichaam te beïnvloeden. Een mogelijke manier om dit te bereiken, zei Inverardi, is om de eilandjescellen in te kapselen in een materiaal dat de cellen in staat stelt om te ademen en insuline uit te wisselen, maar elke immuunaanval zal afstoten. Op dit moment is er geen tijdlijn gepland voor klinische proeven van dit gedeelte van de BioHub.
De onderzoekers hopen ook alternatieve bronnen te vinden voor eilandcellen die in de BioHub kunnen worden gebruikt. Mogelijke wegen van onderzoek zijn levende, verwante donoren; eilandjescellen van varkens; en stamcel geproduceerde eilandjes.
"We zijn enthousiast over dit onderzoek," zei Greenstein. "Dit is een stapsgewijze stap die vooruitgang aangeeft, maar totdat we de behoefte aan chronische immunosuppressie kwijt zijn, is het gebruik beperkt tot mensen met ernstige [lage bloedsuiker] onbewustheid."
