Conception du système GAINE. un, Schéma illustrant la création du site sous-cutané vascularisé obtenu par l'implantation d'un cathéter 4 à 6 semaines avant la transplantation. Le retrait du cathéter a créé une poche vascularisée qui peut être utilisée pour l'implantation des dispositifs d'encapsulation d'îlots. bSchéma illustrant la fabrication du dispositif d'encapsulation d'îlots. c,dSchéma illustrant le concept du système d'encapsulation cellulaire immuno-isolant (c). La matrice d'alginate (bleue) protège les cellules des interférences immunitaires tout en permettant le libre passage du glucose et de l'insuline nécessaires à la fonction thérapeutique (d). e, Illustration d'îlots non encapsulés au sein du site vascularisé comme mécanisme d'administration alternatif, adapté uniquement aux greffes syngéniques ou aux greffes allogéniques avec immunosuppression. Crédit: Génie biomédical naturel (2023). DOI : 10.1038/s41551-023-01145-8.
Une collaboration entre des chercheurs de Cornell et de l'Université de l'Alberta à Edmonton a créé une nouvelle technique pour traiter le diabète de type 1 : implanter un dispositif dans une poche sous la peau qui peut sécréter de l'insuline tout en évitant l'immunosuppression qui empêche généralement la gestion de la maladie.
Cette approche offrirait une alternative plus simple, à long terme et moins invasive aux injections d’insuline ou aux greffes traditionnelles nécessitant une immunosuppression.
L'article du groupe est publié dans Génie biomédical naturel.
Au cours de la dernière décennie, Minglin Ma, professeur de génie biologique et environnemental à Cornell, a tenté de développer une meilleure façon de contrôler la maladie.
En 2017, il a dévoilé un fil polymère amovible contenant des milliers de cellules d'îlots, protégées par une fine couche d'hydrogel, qui pourrait être implanté dans l'abdomen d'un patient. Les îlots enfermés pourraient sécréter de l'insuline en réponse à la diminution du taux de sucre dans le sang tout en recevant un flux constant de nutriments et d'oxygène pour rester en bonne santé. Le laboratoire de Ma a créé une version plus robuste en 2021 qui s'est avérée efficace pour contrôler la glycémie chez les souris diabétiques jusqu'à six mois.
Ces projets ont incité James Shapiro, de l'Université de l'Alberta à Edmonton, à envisager une éventuelle collaboration. Shapiro avait créé une méthode pour insérer des îlots dans des canaux juste sous la peau d'une personne, puis appliquer une immunosuppression pour les protéger.
“J'ai été intrigué par les vertus de l'approche de Ma, car elle évitait le recours à l'immunosuppression, et je me demandais si nous pouvions combiner nos deux stratégies innovantes pour améliorer la survie cellulaire”, a déclaré Shapiro. “En effet, ça a marché.”
Le nouveau système résultant est nommé SHEATH (Subcutaneous Host-Enabled Alginate THread).
L'installation est un processus en deux étapes. Tout d’abord, une série de cathéters en nylon sont insérés sous la peau, où ils restent pendant quatre à six semaines, suffisamment longtemps pour que des vaisseaux sanguins se forment autour des cathéters. Lorsque les cathéters sont retirés, les dispositifs d'îlots, qui mesurent environ 10 centimètres de long, sont insérés dans la poche d'espace créée par les cathéters, et le système vasculaire environnant reste intact.
“Cette chaîne convient parfaitement à notre appareil”, a déclaré Ma. “Mettre quelque chose sous la peau est beaucoup plus facile et beaucoup moins invasif que dans l'abdomen. Cela peut être effectué en ambulatoire, vous n'avez donc pas besoin de rester à l'hôpital. Cela peut être fait sous anesthésie locale.”
Bien que des défis supplémentaires subsistent pour l'application clinique à long terme du dispositif, Ma espère que les futures versions pourront durer de deux à cinq ans avant de devoir être remplacées.
“Le défi est qu'il est très difficile de maintenir ces îlots fonctionnels pendant une longue période à l'intérieur du corps où vous avez un appareil, car l'appareil bloque les vaisseaux sanguins, mais on sait que les cellules natives des îlots du corps sont en contact direct. avec des vaisseaux qui fournissent des nutriments et de l'oxygène”, a déclaré Ma. “L'appareil est conçu de manière à maximiser l'échange de masse de nutriments et d'oxygène, mais nous devrons peut-être fournir des moyens supplémentaires pour soutenir les cellules pour une fonction à long terme.”
Plus d'information:
Long-Hai Wang et al, Néovascularisation sous-cutanée induite par l'inflammation pour la survie à long terme des îlots encapsulés sans immunosuppression, Génie biomédical naturel (2023). DOI : 10.1038/s41551-023-01145-8
Fourni par l'Université Cornell
Citation: Un implant sous la peau pourrait traiter le diabète de type I (2023, 5 décembre) récupéré le 5 décembre 2023 sur
Ce document est soumis au droit d'auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d'étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.
