Forskare har utvecklat en medicinsk mikroenhet, ett chip, som kan placeras i ögat. Tekniken öppnar för cellbaserad behandling av diabetes.
Över en halv miljon personer i Sverige har diabetes. De allra flesta, 85-90 procent, har typ 2-varianten. Diabetes är världens snabbast växande folksjukdom och 425 miljoner människor är drabbade, enligt Svenska diabetesförbundet.
Det här medför ett växande behov av bra medicinsk behandling. Forskare vid Karolinska institutet och Kungliga tekniska högskolan har nu utvecklat en medicinsk mikroenhet – ett chip med insulinproducerande celler i ögat för att hålla diabetessjukdomen i schack.
Håller miniorgan på plats
Tekniken öppnar alltså för cellbaserad terapi, av till exempel diabetes, med ögat som bas.
Mikroenheten möjliggör, utan att använda stygn, exakt positionering av så kallade miniorgan i ögat. De Langerhanska öarna, den insulinproducerande delen i bukspottskörteln, är exempel på ett miniorgan.
– Vi har konstruerat den medicinska enheten så att den kan hålla levande miniorgan i en mikrobur med en ny klaffdörrsteknik, detta för att undvika behovet av ytterligare fixering, säger Wouter van der Wijngaart som är professor inom mikro- och nanosystem vid KTH.
Implantatet fungerar på möss
Forskarna har utformat hela enheten som en kil. Det gör det möjligt att mekaniskt fixera strukturen i vinkeln mellan regnbågshinnan och hornhinnan i den främre ögonkammaren.
– När vi testade tekniken i möss observerade vi att enheten behöll sin position i den levande organismen i flera månader och att miniorganen snabbt integrerades med värddjurets blodkärl och fungerade normalt, säger Anna Herland, forskare inom bionanoteknologi vid KTH och Scilife-lab.
Per-Olof Berggren, professor vid Karolinska institutet, har lång erfarenhet av transplantation av Langerhanska öar till den främre ögonkammaren hos möss.
– Den aktuella enheten är unik och kommer bland annat att utgöra basen för vårt fortsatta arbete att utveckla ett integrerat mikrosystem för studier av de Langerhanska öarnas funktion och överlevnad i den främre ögonkammaren. Detta är också av stor translationell betydelse då transplantation av Langerhanska öar till främre ögonkammaren hos människa är föremål för kliniska prövningar i patienter med diabetes, säger Per-Olof Berggren.
Ett första steg
Förutom diabetes har olika behandlingar med celltransplantationer även påbörjats inom andra sjukdomsområden. Ett hinder för utvecklingen av cellterapier är dock bristen på icke-invasiva metoder som kan övervaka att transplantaten fungerar bra över tid.
Forskarna menar att deras uppfinning är ett första steg mot mer avancerade medicinska mikroenheter, som både kan lokalisera och kontrollera funktionen hos celltransplantat.
–Vår design kommer att möjliggöra framtida integrering och användning av mer avancerade enhetsfunktioner som integrerad elektronik eller läkemedelsfrisättning, säger Anna Herland.
Därför används ögat
- Ögat är ett så kallat immunpriviligierat organ. Det innebär att när kroppen inledningsvis reagerar på ett implantat har ögat i stort sett inga immunceller som kan ge negativa reaktioner.
- Ögat är forskarnas enda fönster in i kroppen. De kan i detalj studera vad som händer med implantatet över tid genom observationer och mikroskopi. När forskarna kontrollerat att allt fungerar kan de överväga andra placeringar av implantatet.
- Tekniken kan användas på både diabetes typ 1 och 2 eftersom det handlar om transplantation av öar – det vill säga botande behandling. I första hand är tekniken tänkt för typ 1-diabetes.
Vetenskaplig studie:
3D-Printed Biohybrid Microstructures Enable Transplantation and Vascularization of Microtissues in the Anterior Chamber of the Eye, Advanced Materials.
Kontakt:
Anna Herland, universitetslektor vid avdelningen för bionanoteknologi på KTH, Scilifelab samt forskningscentret AIMES vid KTH och KI, aherland@kth.se
Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi, Karolinska institutet, per-olof.berggren@ki.se
