Diabetes: Sel beta sintetis bisa menyebabkan perawatan kulit

KUTULIS INFO - Sebuah tim ilmuwan telah menciptakan sel beta pankreas sintetis yang secara otomatis melepaskan insulin saat mereka merasakan gula darah tinggi.
Dalam jurnal Nature Chemical Biology , peneliti dari University of North Carolina di Chapel Hill dan North Carolina State University di Raleigh menjelaskan bagaimana mereka mengembangkan dan menguji sel-sel sintetis.

Diabetes: Sel beta sintetis bisa menyebabkan perawatan

Penulis senior Zhen Gu, seorang profesor teknik biomedis di kedua universitas tersebut, dan tim berharap suatu hari nanti, sel tersebut dapat digunakan dalam patch kulit non-invasif untuk mengobati diabetes.
Mereka menemukan bahwa hanya satu suntikan sel beta sintetis yang menjaga gula darah pada tikus diabetes pada tingkat normal selama 5 hari.
Diabetes adalah penyakit yang berkembang saat tubuh memiliki masalah dengan penggunaan atau produksi insulin , hormon yang membantu sel untuk masuk dan mengubah gula darah, atau glukosa, menjadi energi.
Tubuh memproduksi insulin di pankreas, yang merupakan organ kelenjar di belakang perut yang menampung sel beta yang membuat dan melepaskan jumlah hormon yang tepat, tergantung pada kadar glukosa.

Kebutuhan akan pemberian insulin noninvasive

Sekitar 6 juta dari 30 juta orang di Amerika Serikat dengan diabetes mengelola penyakit ini dengan menggunakan perawatan insulin, baik dengan suntikan biasa atau dengan pompa infus.
Selama bertahun-tahun, ada upaya untuk mengembangkan bentuk pil pengobatan insulin, namun mereka mengalami masalah - termasuk fakta bahwa sistem pencernaan tubuh yang kuat memecah molekul besar di dalam pil sebelum mereka mencapai aliran darah.
Hal ini juga memungkinkan untuk mengobati beberapa kasus diabetes dengan sel pankreas yang ditransplantasikan. Namun, perawatan ini mahal, membutuhkan obat-obatan yang menekan reaksi kekebalan terhadap transplantasi, dan bergantung pada jaringan yang disumbangkan, yang langka. Ada juga risiko tinggi bahwa sel yang ditransplantasikan akan binasa.
Dalam makalah penelitian mereka, para ilmuwan menjelaskan bahwa para insinyur biologi telah melakukan beberapa upaya untuk "menciptakan fungsi kunci" sel beta pankreas untuk tujuan terapeutik. Mereka memberi contoh, seperti nanopartikel yang diselimuti selaput sel dan mikrogel yang perlahan melepaskan obat.

Sel sintetis harus lebih pintar

Tapi masalah yang sama dengan pendekatan sebelumnya untuk meniru sel beta adalah struktur "kompartemen tunggal" mereka dan cara "mereka yang relatif pasif" berinteraksi dengan biologi tubuh, catat para penulisnya.
Beberapa peneliti telah mencoba membuat struktur multikompartemen untuk meniru sel beta - misalnya, untuk memberikan campuran obat atau menghasilkan efek cascading.
Tapi sejauh ini belum ada yang berhasil "menirukan fungsi orde tinggi" sel beta alami yang sistemnya yang canggih "dapat merasakan lingkungan eksternal secara tepat, membuat keputusan internal, dan memicu umpan balik."
Studi baru ini menandai hampir satu dekade kerja di mana Prof. Gu dan timnya telah bergumul dengan masalah ini. Hasilnya adalah sel beta sintetis yang sangat mirip meniru proses kunci sel beta pankreas alami.
Sel beta sintetis memiliki dinding sel membran ganda sederhana yang terbuat dari lipida, di dalamnya ada vesikula, atau kantung kecil, penuh dengan insulin. Selain struktur "vesikel-in-vesikel" ada "sistem metabolisme-glukosa dan mesin fusi membran."

Tikus 'tetap normoglikemik' selama 5 hari

Ketika sistem metabolisme glukosa merasakan kenaikan kadar glukosa, ia memicu perubahan lapisan vesikula sehingga mereka mulai menyatu dengan membran luar sel dan melepaskan insulin di dalamnya.
"Sepengetahuan kami," catat para penulis, "sistem sintetis ini adalah yang pertama dari jenisnya yang dapat merasakan tingkat glukosa dan segera mensekresikan insulin melalui perilaku yang dimediasi oleh vesikel-fusi."
Sejauh ini, para peneliti telah menguji sel beta sintetis di laboratorium dan pada tikus diabetes yang kekurangan sel beta.
"Tikus-tikus itu beralih dari hiperglikemik menjadi normoglikemik dalam waktu satu jam," Prof Gu menjelaskan, "dan mereka tetap mengalami gejala normoglikemik hingga 5 hari setelah itu."
Sebaliknya, menyuntikkan tikus diabetes dengan sel beta sintetis yang tidak membawa insulin tidak menurunkan kadar gula darah tinggi mereka.
Tim sekarang berencana untuk melakukan tes lebih lanjut dengan tujuan untuk mengembangkan pengobatan tanpa rasa sakit yang menghasilkan sel beta sintetis yang menggunakan tempelan kulit.
Kelompok Prof. Gu sudah mengembangkan "smart insulin patch" yang tidak menggunakan sel tapi merasakan kadar gula darah dan secara otomatis memberikan insulin ke dalam aliran darah.
Mereka menunjukkan bahwa masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum sel sintetis dapat diuji pada manusia.
" Rencana kami sekarang adalah untuk lebih mengoptimalkan dan menguji sel sintetis ini pada hewan yang lebih besar, mengembangkan sistem pengiriman tempel kulit untuk mereka, dan akhirnya mengetesnya pada penderita diabetes."
Prof. Zhen Gu

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel