Международная группа учёных создала человеческие островки Лангерганса — скопления клеток, производящих инсулин в поджелудочной железе, — с помощью 3D-печати. По их словам, это «важный шаг к созданию персонализированной имплантируемой терапии диабета».
Прочные структуры островков высокой плотности предназначены для имплантации прямо под кожу. В лабораторных экспериментах было показано, что они остаются живыми и функциональными, поддерживая сильную реакцию выработки инсулина в ответ на глюкозу (сахар) до трёх недель.
«Это одно из первых исследований, в котором для биопечати использовались настоящие человеческие островки, а не клетки животных, и результаты невероятно многообещающие», — говорит доктор Квентин Перье из Института регенеративной медицины Университета Уэйк Форест в США.
«Это означает, что мы приближаемся к созданию стандартного лечения диабета, которое однажды может устранить необходимость в инъекциях инсулина».
Перье возглавлял исследование, которое было представлено на конгрессе Европейского общества трансплантологов (ESOT) в 2025 году, проходившем с 29 июня по 3 июля в Лондоне.
Островки поджелудочной железы выделяют инсулин для регулирования уровня сахара в крови. Но у людей с диабетом 1 типа (СД1) иммунная система атакует и разрушает их.
Трансплантация островков используется десятилетиями для лечения наиболее тяжёлых пациентов с СД1. Она включает в себя выделение клеток островков из донорской поджелудочной железы и последующее введение их в печень пациента. При успешном исходе островки начинают вырабатывать инсулин в течение нескольких недель.
Но процесс выделения повреждает «внеклеточный матрикс» (ECM) — трёхмерную структурную основу из белков и сахаров, которая окружает островки.
ECM имеет решающее значение для функционирования островков, поэтому считается, что это способствует ограниченному выживанию трансплантатов при пересадке островков.
«Наша цель — воссоздать естественную среду поджелудочной железы, чтобы пересаженные клетки выживали и функционировали лучше», — говорит Перье.
«Мы использовали специальный биочернила, который имитирует поддерживающую структуру поджелудочной железы, обеспечивая островкам кислород и питательные вещества, необходимые для развития».
Биочернила изготовлены из ECM поджелудочной железы и альгината — углевода, который содержится в бурых водорослях и образует вязкую камедь при гидратации водой.
Человеческие островки были помещены в биочернила и аккуратно распечатаны на экструзионном биопринтере с использованием низкого давления и низкой скорости (20 миллиметров в минуту).
Полученные пористые структуры были разработаны для улучшения притока кислорода и питательных веществ к клеткам островков и для содействия образованию кровеносных сосудов.
Эти факторы имеют решающее значение для долгосрочного выживания и функционирования трансплантатов после трансплантации.
Исследователи сообщают, что их подход снизил физическую нагрузку на островки и помог сохранить их естественную форму, решив серьёзную проблему, которая сдерживала предыдущие попытки биопечати.
Биопроверенные островки оставались живыми и здоровыми, выживаемость клеток составила более 90%. Через 3 недели они показали значительно более высокую реакцию инсулина на уровень глюкозы по сравнению со свободными островками.
Команда говорит, что технология однажды может предложить более безопасную и удобную альтернативу традиционным пересадкам островков для лечения СД1.
Сейчас они тестируют биопротезированные конструкции на животных моделях и изучают варианты долгосрочного хранения, такие как криоконсервация, которые могли бы сделать терапию широко доступной.
Они также работают над адаптацией метода к альтернативным источникам клеток, вырабатывающих инсулин, включая островки, полученные из стволовых клеток человека, и островки из свиней, чтобы преодолеть нехватку доноров поджелудочной железы.
«Хотя предстоит ещё много работы, этот новый метод биопечати знаменует собой важный шаг к созданию персонализированной имплантируемой терапии диабета», — говорит Перье.
«Если клинические испытания подтвердят его эффективность, это может изменить лечение и качество жизни миллионов людей по всему миру».