Alginatkapsler og diabetes

Bakgrunn: Transplantasjon av insulinproduserende celler i alginatkapsler har vist å kunne reversere diabetes i så vel dyremodeller som i mennesker. Dette har vært mulig blant annet fordi alginatkapselen danner en immunbeskyttende membran mellom de transplanterte cellene og vertens immunsystem og dermed hindret at de transplanterte cellene ble ødelagt.

 

Målsetting: Prosjektets målsetting har vært å utvikle stabile alginatkapsler som gir immunbeskyttelse og gode levevilkår til transplanterte celler og som tolereres av verten.

Metode. Cellelinjen 293-EBNA, endostatin produserende, til studier av cellevekst og proteinproduksjon i kapslene. Kapselens tetthet ble målt ved bruk av radioaktive proteiner. Vertsreaksjoner mot kapselen ble studert i C57BL/6 mus.

 

Resultater:

1.      Kapselens tetthet er avhengig av kapselstørrelse. Selv små kapsler (200 mikrometer i diameter) kan hindre transport av antistoff mot celler i alginatkapselen.

2.      Alginatkuler som inneholder celler som vokser er ikke stabile og er ikke i stand til å hindre at celler slipper ut av kapselen. Dette kan bedres ved at alginatkulene får et ytre lag av polylysin eller at man benytter celler som er stabile og deler seg sakte.

3.      Polylysin stimulerer mus (C57BL/6) til å danne et fibrotisk lag på overflaten av kapselen, men dette kan reduseres ved å bekle kapselen med ett nyutviklet alginat.

 

Vitenskapelig betydning: Studiene har lært oss at det kreves forskjellige egenskaper av alginatkapslen alt etter hvilke celler som innkapsles. Polylysin på kapselmembranen ser ut til å stimulere fibroblaster og makrofager til å danne et fibrotisk lag rundt kapselen etter at den er implantert i abdominalhulen, med mindre kapselen har fått et ytre lag som nøytraliserer effekten av polylysin.

 

Videre planer: Vi vil arbeide med å forstå mekanismene bak den fibrotiske reaksjonen mot kapslene. Samtidig vil vi utvikle nye alginater som kan gi bedre stabilitet og som kan brukes i behandling av pasienter med diabetes.

 

Publikasjoner:

Strand BL, Gåserød O, Kulseng B, Espevik T & Skjåk-Bræk G (2002) ”Alginate-Polylysine-Alginate Microcapsules – Effect of Size Reduction on Capsule Properties.” Journal of microencapsulation, årg. 19, nr. 5, s. 615-630.

 

Rokstad AM, Holtan S, Strand B, Steinkjer B, Ryan L, Kulseng B, Skjåk-Bræk G & Espevik T (2002) “Microencapsulation of Cells Producing Therapeutic Proteins; Optimizing Cell Growth and Secretion.” Cell Transplantation, årg. 11, s. 313-324.

 

Rokstad AM, Strand B, Rian K, Steinkjer B, Kulseng B, Skjåk-Bræk G & Espevik T (2003) “Evaluation of different types of alginate micocapsules as bioreactors for producing endostatin.” Cell Transplantation, årg. 12, s. 351-364.

 

King A, Strand B, Rokstad AM, Kulseng B, Andersson A, Skjåk-Bræk G & Sandler S (2003) “Improvement of the biocompatibility of alginate/poly-L-lysine/alginate microcapsules by the use of epimerized alginate as a coating.” J Biomed Mater Res, årg 64A, s. 533-539.