整個胰腺中稱為胰島的小細胞允許器官產生胰島素。1型糖尿病(也稱為青少年糖尿病)可以將免疫系統用於摧毀這些胰島。患者必須每天攝取胰島素以保持血糖,或者血液中積聚的糖過多,導致高血糖,糖尿病酮症酸中毒,如果不治療,則死亡。病人必須自己調整自己的血糖一生,除非有辦法恢復胰島功能。

為了探索這一潛力,美國國家科學基金會資助了匹茲堡斯旺森工程大學研究人員的多學科研究,他們正在調查人類多能幹細胞(hPSC)在實驗室中的應用。研究的一個主要目標是開發一種體外血管化胰島的方法,這項研究表明移植後會增加患者生存力和增強其胰島功能。

“這是首次嘗試從hPSCs產生體外血管化的胰島組織細胞,”皮特的化學工程副教授和研究的主要研究者Ipsita Banerjee解釋說。“通過協同努力,我們開發了一種將血管碎片植入胰島的方法,通過在將胰島移植到體內血管化之前,它們更有可能存活,並可以更快地開始調節血糖。

胰島具有非常高的氧需求。一旦進入體內,他們需要快速連接到宿主血管,否則它們開始死亡,失去調節血糖水平的能力。研究人員開始尋找新的技術來加速血管化,最終改善移植結局。

除了在實驗室內開發血管化胰島外,研究- “從多能幹細胞工程化功能性三維血管化胰島有機體”-將使用一種新的水凝膠系統來創建一種三維細胞培養配置,模擬身體形成胰腺的方式。

Banerjee博士說:“水凝膠就像一個腳手架,它有助於在三維空間中配置細胞。 “現狀是hPSCs隨機排列成不同大小和結構的不受控制的配置;然而,通過使用我們在亞利桑那州合作者開發的水凝膠,我們可以創建一個稱為”球體“的精確的多細胞結構。與在培養皿中生長的2D培養物不同,在水凝膠上生長的胰島球體與身體所形成的相似。

儘管Banerjee博士的研究最能直接影響糖尿病患者的細胞治療,但是創建一個在身體外部開發工作胰島的過程也可以作為檢測新藥物對胰腺疾病的療效和毒性的有價值工具。細胞體外血管生成更有希望。

Banerjee博士說:“移植前預先設計血管化的原則應用於任何類型的組織,而不僅僅是胰腺。 “即使供體胰島被用於移植,一小部分胰島也能順利運行,我們期望在新細胞進入患者體內之前,我們在實驗室中採取的先進措施可以極大地應用於下一代再生醫學

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