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在显微镜下…Giacomo Lanzoni博士。

DRI已经表明胰岛细胞移植可以恢复1型糖尿病患者的自然胰岛素生成。几乎所有患者都能够停止使用胰岛素,并保持正常的血糖水平,有些患者超过10年。

然而,随着时间的推移,大多数患者不得不恢复胰岛素治疗。研究人员认为,许多移植的胰岛细胞在输注时和术后几天内丢失的原因有多种,其中一种是移植后立即输注部位暂时缺乏足够的氧气;在植入部位发生的有害炎症;以及使用强力抗排异药物等原因。

目前,研究人员还没有一种方法来定位和测量接受胰岛移植的患者中有多少产生胰岛素的细胞仍然存活并发挥功能,或者有多少细胞在临床诊断为1型糖尿病后仍然存在。

由于成像和纳米技术的新进展,DRI的研究人员正在开发和测试一类特殊的人造分子,这些分子可以“磨练”特定的细胞标记物,包括那些产生胰岛素的β细胞所特有的标记物。这种新的“工具”提供了一种新颖的方式,只把防护剂运输到预期的目标。这些被称为适配体的分子,是在我们的实验室中产生的,旨在与β细胞结合。将荧光“旗子”与β细胞特异性适配体结合,可以让研究人员检测到它们的位置,并获得体内(活的有机体内)功能细胞数量的准确测量。

我们与Lanzoni博士讨论了适配体靶向细胞的潜力——不仅是它们的成像潜力,而且是它们在胰岛位置局部递送抗排斥药物(免疫抑制剂)的能力,比如DRI BioHub。

什么是适配体?

适配体是非常小的分子,可以深入到组织中。可以把它们想象成非常小的可编程送货无人机:它们是革命性的。我们在实验室里制造它们,它们被设计成针对某些感兴趣的东西,比如活细胞的特定成分,它们会与之结合。这种独特的特性使得它们对细胞成像和定位非常有用。我们正在测试适体设计,以可视化的功能β细胞在体内,以量化它们的数量和位置。

在未来,我们希望使用这些适配体直接将保护剂传递到细胞本身。适配体很容易生产,而且相对便宜。此外,我们修改它们的方式使它们非常健壮。此外,它们是非免疫原性的——这意味着它们不会引起免疫反应。这是非常重要的。我们不想要针对细胞的免疫反应。

问:为什么你认为适配者是革命性的?

答:除了上述特征,适配体也可以以惊人的速度发展。用抗体做同样的事情需要几年时间。例如,我们在短短几个月的时间里开发了小鼠胰岛的适配体,我们现在在这些实验模型中看到了这些适配体在短短一年的时间内在体内的结合。这是真正了不起的。

如何使用适配体?

答:我们相信我们可以用它们在体内观察贝塔细胞。到目前为止,还没有办法可视化胰岛素生产细胞,也没有办法知道它们的数量和位置,例如,当移植到一个接受者。如果我们能看到它们,我们就能更多地了解在疾病进展和治疗后发生了什么。我们也可以跟踪他们在胰岛移植和治疗后的不同时间点。

目前,研究人员估计细胞功能的方法是测量c肽的水平,这是胰岛素自然释放的副产品。然而,这些水平并不能表明从事这项工作的细胞数量。为了观察它们,测量体内β细胞的质量,我们给适配体贴标签,让它们发光。如果它们与β细胞结合,我们就能扫描全身看到它们的数量和位置。

问:它们有多安全?

核酸适体已经被用于临床治疗其他疾病,因此,它们已经被证明是安全的。但由于每一个适配体都是不同的,需要进一步的研究才能获得监管部门的批准。

问:我们如何知道它们会与正确的细胞结合,也就是我们的目标细胞?

答:我们从数百万个随机的适配体中选择β细胞特异性的适配体。我们识别出那些与β细胞有很高亲和力的适配子,而β细胞正是我们真正想要的目标细胞类型。在同样的选择过程中,与其他细胞和组织结合的适配体被消除。

问:这项研究的现状如何?

答:我们已经在小鼠身上开发出了与这些细胞结合的适配体。在初步研究中,我们在体内胰腺中发现了特异性结合。我们已经对这些适配体进行了测序,这意味着我们知道如何构建它们。现在我们可以大量制造它们,而且由于我们使用的技术,价格相对较低。

我们知道啮齿动物的胰岛与人类的胰岛不同,所以我们必须为人类设计不同的适配体。我们现在正在开发它们,我们已经成功地在实验室实验中开发出了与人类胰岛结合的适配体。

问:下一步是什么?

我们已经选择了与胰岛结合的适配子。但胰岛是由几种类型的细胞聚集而成的。因此,现在我们需要确定哪些适配子专门与β细胞(产生胰岛素的细胞)结合,哪些适配子专门与α细胞(产生胰高血糖素的细胞)结合,等等。

问:这对接受胰岛细胞移植的患者有什么帮助?

答:我们将能够看到和跟踪移植的细胞。今天,我们知道我们给病人注入了多少细胞,但不可能看到它们,也不可能跟踪它们发生了什么——它们去了哪里,有多少细胞存活了下来。目前,我们只评估胰岛细胞移植的功能通过测量血液样本的c -肽水平,但是我们真的不知道这一水平是由几个,试图跟上功课细胞葡萄糖的要求,或者测量反映很多细胞的工作效率。

DRI最近的研究表明,尽管使用了慢性抗排斥药物,但自身免疫会再次被触发,导致1型糖尿病的复发。因此,我们相信这项技术能让我们评估病人体内存活的细胞数量,并评估同一个体随时间的变化。此外,它可以帮助评估免疫抑制药物或其他保护这些细胞的方法的有效性。

DRIFocus 2014年夏天


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