Gel antioksidan mempertahankan fungsi pulau setelah pengangkatan pankreas

Para peneliti dari Northwestern University telah mengembangkan biomaterial antioksidan baru yang dapat membuat hidup lebih mudah bagi orang yang menderita pankreatitis kronis di masa depan.

Kesimpulan utama penelitian

Artikel “Makromolekul sitrat yang mengubah fase memerangi kerusakan oksidatif pulau pankreas, memungkinkan pengikatan dan fungsi pulau kecil di omentum” diterbitkan pada tanggal 7 Juni di jurnal Science Advances. p>

Sebelum ahli bedah mengangkat pankreas dari pasien dengan pankreatitis kronis yang parah dan menyakitkan, mereka terlebih dahulu mengangkat kelompok jaringan penghasil insulin yang disebut pulau Langerhans dan mentransplantasikannya ke dalam sistem pembuluh darah hati. Tujuan transplantasi adalah untuk mempertahankan kemampuan pasien dalam mengontrol kadar glukosa darah tanpa suntikan insulin.

Sayangnya, proses ini menghancurkan 50-80% pulau kecil tersebut, dan sepertiga pasien menjadi penderita diabetes setelah operasi. Tiga tahun setelah operasi, 70% pasien memerlukan suntikan insulin, yang disertai dengan sejumlah efek samping seperti penambahan berat badan, hipoglikemia, dan kelelahan.

Pendekatan baru dalam transplantasi

Dalam sebuah studi baru, para ilmuwan mentransplantasikan pulau Langerhans ke omentum, jaringan lemak datar dan besar yang menutupi usus, bukan hati. Untuk menciptakan lingkungan mikro yang lebih menguntungkan bagi pulau-pulau kecil tersebut, para peneliti menggunakan biomaterial antioksidan dan anti-inflamasi yang dengan cepat berubah dari cair menjadi gel pada suhu tubuh.

Hasil percobaan pada hewan

Dalam percobaan pada tikus dan primata, gel tersebut berhasil mencegah stres oksidatif dan reaksi inflamasi, sehingga secara signifikan meningkatkan kelangsungan hidup dan fungsi pulau yang ditransplantasikan. Ini adalah pertama kalinya gel antioksidan sintetik digunakan untuk menjaga fungsi pulau kecil yang ditransplantasikan.

"Meskipun transplantasi pulau kecil telah membaik dalam beberapa tahun terakhir, hasil jangka panjang masih belum memuaskan," kata Guillermo A. Ameer, yang memimpin penelitian. "Bahan sintetis baru kami menciptakan lingkungan mikro yang mendukung fungsi pulau kecil. Saat diuji pada hewan, bahan ini sangat efektif dalam memulihkan kadar gula darah normal."

Kelebihan biomaterial baru

“Dengan pendekatan baru ini, kami berharap pasien tidak lagi dipaksa untuk memilih antara rasa sakit akibat pankreatitis kronis dan komplikasi diabetes,” tambah Jacqueline Burke, penulis pertama penelitian ini.

Peran dan prospek

Bagi pasien yang hidup tanpa pankreas, efek samping seperti pengelolaan kadar gula darah dapat menjadi masalah seumur hidup. Pulau Langerhans membantu tubuh menjaga kendali kadar gula darah. Tanpa pulau yang berfungsi, orang harus sering memantau gula darahnya dan melakukan suntikan insulin.

"Hidup tanpa pulau fungsional memberikan beban yang sangat besar pada pasien," kata Burke. "Mereka harus belajar cara menghitung karbohidrat, memberi dosis insulin pada waktu yang tepat, dan terus memantau kadar glukosa. Hal ini menyita banyak waktu dan energi mental mereka."

Masalah dengan metode saat ini

Namun sayangnya, standar perawatan pulau kecil saat ini sering kali memberikan hasil yang buruk. Setelah operasi pengangkatan pankreas, ahli bedah mengisolasi pulau tersebut dan mentransplantasikannya ke hati melalui infus vena portal. Prosedur ini memiliki beberapa komplikasi umum. Pulau-pulau yang bersentuhan langsung dengan aliran darah mengalami respons inflamasi, lebih dari separuh pulau-pulau tersebut mati, dan pulau-pulau yang ditransplantasikan dapat menyebabkan pembekuan darah yang berbahaya di hati. Karena alasan ini, dokter dan peneliti mencari tempat transplantasi alternatif.

Pendekatan baru menggunakan larutan sitrat

Untuk melindungi pulau kecil tersebut dan meningkatkan hasil, Ameer beralih ke platform biomaterial sitrat dengan sifat antioksidan yang dikembangkan di laboratoriumnya. Dalam kultur sel, pulau tikus dan manusia yang disimpan dalam gel sitrat tetap bertahan lebih lama dibandingkan pulau dalam larutan lain. Saat terkena glukosa, pulau-pulau tersebut mengeluarkan insulin, menunjukkan fungsi normal.

Integrasi ke dalam kain

Setelah tiga bulan, tubuh telah menyerap kembali 80-90% gel biokompatibel, dan pada titik ini gel tersebut tidak diperlukan lagi. “Yang mengejutkan adalah pulau-pulau kecil tersebut meregenerasi pembuluh darah,” kata Ameer. “Tubuh telah menciptakan jaringan pembuluh darah baru untuk menghubungkan pulau-pulau kecil ke tubuh. Ini merupakan terobosan penting karena pembuluh darah menjaga pulau-pulau tersebut tetap hidup dan sehat.”

Ameer selanjutnya berencana menguji hidrogel pada model hewan dalam jangka waktu yang lebih lama. Ia juga mencatat bahwa hidrogel baru dapat digunakan untuk berbagai terapi penggantian sel, termasuk sel induk untuk pengobatan diabetes.