北卡州立大學和俄亥俄州立大學的研究人員通過將膽紅素包裹在微小的納米顆粒中， 在低氧環境下提高了胰島細胞體外存活率。 這項工作對於犬和人類的1型糖尿病的治療都有正面影響。
1型糖尿病患者不能自己產生足夠的胰島素。 1型糖尿病的一種治療是胰島細胞移植——將來自供體胰腺的細胞組移植到患者體內， 胰島細胞可以感測葡萄糖水平並產生胰島素以控制糖尿病。 胰島移植是目前唯一的非侵入性治療方法， 然而， 它主要的缺點是移植後細胞死亡率高。
人體自身器官直接與血管相連， 直接供氧， 與器官移植不同， 移植的胰島細胞被簡單地注射到受體的血液中， 並在肝臟的小靜脈中存活， 在低氧環境下， 可達70%的移植細胞在72小時內死亡。
克裡斯·阿丁是北卡羅來納州立大學獸醫學院的軟組織和腫瘤外科的副教授， 他認為拯救這些移植的胰島細胞的答案可能存在于一種天然存在的抗氧化劑 - 膽紅素。
所以Adin著手研究將膽紅素加入胰島細胞是否會提高其移植存活率。 單主要障礙是將膽紅素輸送到特定的細胞。 由於該分子在水中不易溶解， 因此如果將其簡單地加入到其中的溶液中， 則不能有效地被細胞吸收。
俄亥俄州立大學生物醫學工程教授Xiaoming He與Adin合作設計了一種膽紅素運載工具。 他們設計出了一種由Pluronic 127-殼聚糖製成的納米膠囊， 用於包裹膽紅素分子， 使其被胰島細胞攝取， 並在細胞內釋放膽紅素。
他和Adin對體外培養接觸低氧環境的胰島細胞進行了測試。 他們發現， 5微摩爾劑量的膽紅素在保持胰島細胞功能的同時具有最大的保護作用。 在這些處理的細胞中， 低氧死亡率僅為18％。
Adin說：“胰島移植的細胞死亡率一直是這種方法有效性的主要障礙。 “這些納米膠囊提供了一個膽紅素輸送方法， 允許有針對性的劑量， 保存細胞及其功能。 ”
Adin接下來的實驗包括創建一個可以作為人類模型的犬患者治療方案。 他說：“美國有40-80萬隻患1型糖尿病的狗。 找出治療狗的方法不僅將減輕它們的痛苦， 也可以用於改善人類治療。 ”
這項研究發表在《細胞移植》雜誌上。
原始出處：Bronwyn Fullagar et al, Nano-Encapsulation of Bilirubin in Pluronic F127–Chitosan Improves Uptake in β Cells and Increases Islet Viability and Function after Hypoxic Stress, Cell Transplantation (2017).