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Implante produtor de insulina criado para diabetes tipo 1

2 de agosto de 2021 

História original da Rice University (https://www.technologynetworks.com/drug-discovery/go/lc/view-source-351525)

https://www.technologynetworks.com/

Capa: Photo by Towfiqu barbhuiya on Unsplash

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Os bioengenheiros da Rice University estão projetando um implante vascularizado e produtor de insulina para o diabetes tipo 1. O aluno de graduação Madison Royse demonstra uma configuração de laboratório para testar o fluxo sanguíneo por meio de hidrogéis impressos em 3D que podem ser transformados em tecido vivo. Crédito: Jeff Fitlow / Rice University

Os bioengenheiros da Rice University estão usando impressão 3D e biomateriais inteligentes para criar um implante produtor de insulina para diabéticos tipo 1.

O projeto de três anos é uma parceria entre os laboratórios de  Omid Veiseh  e  Jordan Miller  que é apoiada por uma bolsa do  JDRF https://www.jdrf.org/ , o principal financiador global de pesquisas sobre diabetes.

Veiseh e Miller usarão células beta produtoras de insulina feitas de células-tronco humanas para criar um implante que detecta e regula os níveis de glicose no sangue, respondendo com a quantidade correta de insulina em um determinado momento.

Veiseh, professor assistente de bioengenharia, passou mais de uma década desenvolvendo  biomateriais que protegem https://www.medgadget.com/2020/08/alginate-biomaterial-evades-immune-system-to-enhance-stem-cell-therapy.html implantadas terapias celulares do sistema imunológico. Miller, professor associado de bioengenharia, passou mais de   https://news.rice.edu/2019/05/02/organ-bioprinting-gets-a-breath-of-fresh-air-2/, ou redes de vasos sanguíneos.

“Se realmente queremos recapitular o que o pâncreas normalmente faz, precisamos de vasculatura”, disse Veiseh. “E esse é o objetivo desta concessão com JDRF. O pâncreas naturalmente tem todos esses vasos sanguíneos e as células são organizadas de maneiras específicas no pâncreas. Jordan e eu queremos imprimir na mesma orientação que existe na natureza.”

Diabetes tipo 1 é uma doença autoimune que faz com que o pâncreas pare de produzir insulina, o hormônio que controla os níveis de açúcar no sangue, cerca de 1,6 milhão de americanos vivem com diabetes tipo 1, e mais de 100 casos são diagnosticados a cada dia. O diabetes tipo 1 pode ser controlado com injeções de insulina.

Mas equilibrar a ingestão de insulina com alimentação, exercícios e outras atividades é difícil. Estudos estimam que menos de um terço dos diabéticos Tipo 1 nos Estados Unidos atingem consistentemente os níveis de glicose no sangue.

O objetivo de Veiseh e Miller é mostrar que seus implantes podem regular adequadamente os níveis de glicose no sangue de camundongos diabéticos por pelo menos seis meses. Para fazer isso, eles precisarão dar às células beta projetadas a capacidade de responder a mudanças rápidas nos níveis de açúcar no sangue.

“Devemos colocar as células implantadas nas proximidades da corrente sanguínea para que as células beta possam sentir e responder rapidamente às mudanças na glicose do sangue”, disse Miller.

Idealmente, as células produtoras de insulina não estarão a mais de 100 mícrons de um vaso sanguíneo, disse ele.

“Estamos usando uma combinação de pré-vascularização por meio de bioprinting 3D avançado e remodelação vascular mediada pelo hospedeiro para dar a cada implante várias tentativas de integração do hospedeiro”, disse Miller.

As células produtoras de insulina serão protegidas com uma formulação de hidrogel desenvolvida por Veiseh, que também é um Instituto de Pesquisa e Prevenção do Câncer do Texas Scholar.

O material hidrogel, que se  mostrou eficaz para encapsular tratamentos celulares em esferas do tamanho de esferas, tem poros pequenos o suficiente para impedir que as células internas sejam atacadas pelo sistema imunológico, mas grandes o suficiente para permitir a passagem de nutrientes e da insulina vital.

Os vasos sanguíneos podem entrar neles”, disse Veiseh sobre os compartimentos de hidrogel. “Ao mesmo tempo, temos nosso revestimento, nossas pequenas moléculas que impedem o corpo de rejeitar o gel. Portanto, ele deve se harmonizar muito bem com o corpo.”

Se o implante for muito lento para responder a níveis altos ou baixos de açúcar no sangue, o atraso pode produzir um efeito semelhante ao de uma montanha russa, em que os níveis de insulina aumentam e caem repetidamente para níveis perigosos.

“Resolver esse atraso é um grande problema neste campo”, disse Veiseh. “Quando você dá ao camundongo – e, em última instância, a um ser humano – um teste de glicose que imita uma refeição, quanto tempo essa informação leva para chegar às nossas células e com que rapidez a insulina sai?”

Ao incorporar vasos sanguíneos em seus implantes, ele e Miller esperam permitir que seus tecidos de células beta se comportem de uma forma que imite mais de perto o comportamento natural do pâncreas.

Para ler o artigo no original, copie e cole em seu navegador o link abaixo:

https://www.technologynetworks.com/cell-science/news/insulin-producing-implant-created-for-type-1-diabetes-351524

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