毎日のインスリン注射は痛みを伴い不便であるため、科学者たちは注射を必要とせずに糖尿病を治療できるインプラントの開発を進めています。新しいインプラントは、酸素を生成して移植された島細胞に栄養を供給するため、特に有望視されている。
ほとんどの人の膵島細胞は、適切な血糖値を維持するために必要なインスリンを生成します。残念ながら、1 型糖尿病患者の免疫システムはこれらの細胞を破壊するため、インスリンを手動で血流に注射する必要があります。
インスリン注射に代わる方法の 1 つは、死体から抽出された島細胞または幹細胞に由来する島細胞の移植です。多くの場合これは効果がありますが、患者はこれらの細胞が拒絶されるのを防ぐために免疫抑制剤を生涯服用しなければなりません。
科学者らは、島細胞を小さくて柔軟なインプラントで包み、宿主の免疫系から細胞を保護しながらも、これらの細胞によって産生されるインスリンが血流に拡散できるようにすることを試みた。しかし、これらのインプラントは生命を維持するための酸素が細胞に入るのを妨げるので、細胞はそれほど長く生きられません。
一部のインプラントは、あらかじめ充填された酸素チャンバーまたは酸素を生成する化学薬品を組み込むことによって、この欠陥に対処しています。ただし、時間の経過とともに酸素と試薬が枯渇するため、インプラントを交換または再充填する必要があります。
MIT とボストン小児病院のチームは最近、長期的な代替手段を追求して新しいデバイスを開発しました。
この装置には、数十万の膵島細胞と、水蒸気 (人体に自然に存在する) を水素と酸素に分離するプロトン交換膜が収容されています。水素は無害に拡散しますが、酸素はインプラントの保管チャンバーに入ります。貯蔵チャンバー内の通気性膜により、酸素が島細胞を含む貯蔵チャンバーに流れることが可能になります。
水蒸気の分解を引き起こすには小さな電圧が必要で、この電圧は外部の磁気コイルからインプラントのアンテナに無線で送信されます。コイルは、移植部位のすぐ隣の患者の皮膚に接着できます。
糖尿病マウスの実験では、あるグループには完全な酸素生成装置が皮膚の下に埋め込まれ、別のグループには膵島細胞のみを含む非酸素生成装置が投与されました。齧歯動物の両グループは最初は良好でしたが、酸素を与えなかったグループは約 2 週間以内に高血糖を発症しました。
現在の計画では、より大型の動物で試験を実施し、その後人間で臨床試験を実施する予定です。この技術は、他の疾患を治療するための他の種類の治療用タンパク質の生産にも使用できることが期待されています。実際、この装置は、赤血球の生成を刺激するタンパク質であるエリスロポエチンの細胞生成をサポートするために使用されています。
「さまざまな病気の患者は、時には非常に頻繁に、外因性タンパク質の摂取を必要とします」と、マサチューセッツ工科大学の教授でこの研究の上級著者であるダニエル・アンダーソン氏は述べた。 「隔週の点滴の必要性を、長期的に機能する単一のインプラントで置き換えることができれば、多くの患者を本当に助けることができると思います。」