Gel antioxidante preserva a função das ilhotas após a remoção do pâncreas

Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um novo biomaterial antioxidante que pode tornar a vida significativamente mais fácil para pessoas que sofrem de pancreatite crônica no futuro.

Principais conclusões do estudo

O artigo "Phase-changing citrate macromolecule combats oxidative pancreatic islet damage, enable islet engraftment and function in the omentum" foi publicado em 7 de junho no periódico Science Advances.

Antes que os cirurgiões removam o pâncreas de pacientes com pancreatite crônica grave e dolorosa, eles primeiro removem aglomerados de tecido produtor de insulina chamados ilhotas de Langerhans e os transplantam para o sistema vascular do fígado. O objetivo do transplante é preservar a capacidade do paciente de controlar os níveis de glicose no sangue sem injeções de insulina.

Infelizmente, esse processo destrói 50-80% das ilhotas e um terço dos pacientes torna-se diabético após a cirurgia. Três anos após a cirurgia, 70% dos pacientes necessitam de injeções de insulina, o que é acompanhado por uma série de efeitos colaterais, como ganho de peso, hipoglicemia e fadiga.

Nova abordagem para transplante

Num novo estudo, os cientistas transplantaram as ilhotas de Langerhans para o omento, um tecido adiposo grande e plano que cobre os intestinos, em vez do fígado. Para criar um microambiente mais favorável para as ilhotas, os pesquisadores usaram um biomaterial antioxidante e antiinflamatório que rapidamente passa de líquido a gel à temperatura corporal.

Resultados de experimentos com animais

Em experimentos em camundongos e primatas, o gel preveniu com sucesso o estresse oxidativo e as reações inflamatórias, melhorando significativamente a sobrevivência e a funcionalidade das ilhotas transplantadas. Esta é a primeira vez que um gel antioxidante sintético é usado para preservar a funcionalidade de ilhotas transplantadas.

"Embora o transplante de ilhotas tenha melhorado nos últimos anos, os resultados a longo prazo continuam insatisfatórios", disse Guillermo A. Ameer, que liderou o estudo. "Nosso novo material sintético cria um microambiente favorável ao funcionamento das ilhotas. Quando testado em animais, foi altamente eficaz na restauração dos níveis normais de açúcar no sangue."

Vantagens do novo biomaterial

“Com esta nova abordagem, esperamos que os pacientes não sejam mais forçados a escolher entre a dor da pancreatite crônica e as complicações do diabetes”, acrescentou Jacqueline Burke, primeira autora do estudo.

Função e perspectivas

Para pacientes que vivem sem pâncreas, os efeitos colaterais, como o controle dos níveis de açúcar no sangue, podem ser um problema para toda a vida. As ilhotas de Langerhans ajudam o corpo a manter o controle dos níveis de açúcar no sangue. Sem ilhotas funcionais, as pessoas devem monitorar frequentemente o açúcar no sangue e tomar injeções de insulina.

"Viver sem ilhotas funcionais representa um fardo tremendo para os pacientes", disse Burke. "Eles precisam aprender a contar carboidratos, dosar insulina na hora certa e monitorar constantemente os níveis de glicose. Isso consome muito tempo e energia mental."

Problemas com o método atual

Mas, infelizmente, o padrão atual de tratamento das ilhotas muitas vezes leva a resultados ruins. Após a cirurgia para remoção do pâncreas, os cirurgiões isolam as ilhotas e as transplantam para o fígado por meio de infusão na veia porta. Este procedimento tem várias complicações comuns. As ilhotas em contato direto com a corrente sanguínea sofrem uma resposta inflamatória, mais da metade das ilhotas morrem e as ilhotas transplantadas podem causar coágulos sanguíneos perigosos no fígado. Por estas razões, médicos e investigadores procuraram um local de transplante alternativo.

Nova abordagem usando solução de citrato

Para proteger as ilhotas e melhorar os resultados, Ameer recorreu a uma plataforma de biomateriais de citrato com propriedades antioxidantes desenvolvida em seu laboratório. Nas culturas de células, as ilhotas de camundongos e humanas armazenadas em gel de citrato permaneceram viáveis por muito mais tempo do que as ilhotas em outras soluções. Quando expostas à glicose, as ilhotas secretaram insulina, demonstrando funcionalidade normal.

Integração em tecidos

Após três meses, o corpo já havia reabsorvido 80-90% do gel biocompatível e, a essa altura, ele não era mais necessário. “O que foi surpreendente foi que as ilhotas regeneraram os vasos sanguíneos”, disse Ameer. "O corpo criou uma rede de novos vasos sanguíneos para conectar as ilhotas ao corpo. Este é um avanço importante porque os vasos sanguíneos mantêm as ilhotas vivas e saudáveis."

Ameer planeja testar o hidrogel em modelos animais por um longo período de tempo. Ele também observou que o novo hidrogel poderia ser usado para várias terapias de substituição celular, incluindo células-tronco para o tratamento do diabetes.