Een op nanofilm gebaseerde ‘celkooi’-technologie ontwikkelen

Een onderzoeksteam, geleid door prof. Nathaniel S. Hwang en prof. Byung-gee Kim, van Seoul National University (SNU) en prof. Dong Yun Lee, van Hanyang University, heeft enzymatische crosslinking gebruikt om nanofilms op celoppervlakken te creëren. SNU heeft aangekondigd dat het een “celkooi”-technologie heeft ontwikkeld voor toepassing in op cellen gebaseerde therapieën. De ‘cell caging’-techniek kan immuunafstoting voorkomen tijdens transplantatie van heterologe eilandcellen, de secretie van gladde celinsuline vergemakkelijken en type 1 diabetespatiënten behandelen zonder immunosuppressiva.

Het onderzoeksteam slaagde erin een nanofilm te produceren door de elektrostatische kracht te gebruiken om chitosan, een biologisch polymeer, en hyaluronzuur in die volgorde te stapelen. Om de tekortkomingen van de bestaande nanofilm-lamineringsmethode, die een lage duurzaamheid heeft, te verhelpen, produceerde het gezamenlijke onderzoeksteam een ​​sterkere en duurzamere film met crosslinking-technologie via S.av. tyrosinase, een enzym dat nieuw is ontwikkeld door het gezamenlijke onderzoeksteam. Het nieuw ontwikkelde tyrosinase heeft een veel snellere verknopingssnelheid dan conventionele enzymen en kan in de klinische praktijk worden gebruikt.

In het verleden werd alginaat in de volksmond onderzocht als transplanteerbaar materiaal voor celinkapseling om type 1 diabetes te behandelen. De dikke dikte van het kapsel beperkt echter de bloedglucoseherkenning en insulinesecretie. Bovendien heeft een op alginaat gebaseerd inkapselingssysteem een ​​risico op vorming van fibrosecapsules. De door het onderzoeksteam ontwikkelde “celkooi” -technologie is in staat tot onmiddellijke bloedglucoseherkenning, bloedglucoseherkenning en insulinesecretie vanwege de ultradunne dikte (ongeveer ~ 150 nanometer). Het onderzoeksteam paste de kooitechnologie toe op MIN6-cellen, die eilandcellen van muizen zijn, en transplanteerde ze in de type 1 diabetes-geïnduceerde muis, en slaagde erin de bloedglucosespiegels te reguleren. Bovendien kan de nanomembraantechnologie worden toegepast op zowel afzonderlijke cellen als celsferoïden, en zal naar verwachting ook worden toegepast op heterologe orgaantransplantatie en behandeling van ziekten met behulp van stamcellen.

Professor Hwang merkte op dat “met behulp van de ‘celkooi’-technologie die in dit onderzoek is ontwikkeld, verwacht wordt dat de immuunafstotingsreactie, het grootste probleem bij de behandeling van type 1 diabetes door middel van bètaceltransplantatie, zal worden overwonnen. Het doel is om de commercialisering van ‘celkooi’-technologie versnellen door klinische ontwikkeling.”

De resultaten van dit onderzoek zijn op 23 juni online gepubliceerd in Wetenschappelijke vooruitgang.