糖尿病治療に新たな進展：埋め込み型デバイスと経口インスリン技術が実用化に近づく
複数の研究チームが、インスリン産生細胞を内蔵した埋め込み型デバイス、ペプチドを利用した経口インスリン送達プラットフォーム、免疫抑制を必要としない自律型人工膵臓として機能する生体インプラントなど、革新的な糖尿病治療法を開発した。これらのアプローチは動物実験で有望な結果を示しており、一部のデバイスは免疫抑制なしで90日以上血糖コントロールを維持した。世界中の何百万人もの糖尿病患者にとって、毎日のインスリン注射に代わる潜在的な選択肢となる可能性がある。
研究者らは、毎日のインスリン注射の必要性を排除する可能性のある複数の革新的な糖尿病治療アプローチを開発した。これには、インスリン産生細胞を含む埋め込み型デバイス、新しい経口インスリン送達プラットフォーム、自律型人工膵臓として機能する生体インプラントが含まれる。
MITの研究者は、免疫拒絶から保護するためにカプセル化されたインスリン産生細胞を含む埋め込み型デバイスを開発している。このデバイスには細胞を健康に保つためのオンボード酸素発生器が搭載されている。新しい研究では、これらのカプセル化された膵島細胞が体内で少なくとも90日間生存した。インプラントを受けたマウスでは、細胞は機能を維持し、動物の血糖値を制御するのに十分なインスリンを産生した。このデバイスは、皮膚上に置かれた外部アンテナによってワイヤレスで給電され、エネルギーがデバイスに転送される。研究者らは、デバイスをより防水性にし、亀裂に対する耐性を高め、酸素発生器により多くの電力を供給するためにデバイス電子機器を改善することで、デバイスの寿命を延ばした。ラットとマウスでの研究では、新しいデバイスは皮膚下に埋め込まれた後、少なくとも90日間機能し、ドナー膵島細胞が動物の血糖値を健康な範囲内に保つのに十分なインスリンを産生した。
別の研究として、日本の熊本大学の研究者らは、インスリンが腸壁を通過するのを助ける微小ペプチドを使用した潜在的な解決策を開発した。同チームは、小腸を通過できるDNPペプチドとして知られる環状ペプチドに基づくアプローチを設計した。このプラットフォームは、これまで不可能だった方法でインスリンの経口投与を可能にする。糖尿病マウスに経口投与すると、この製剤は血糖値を急速に正常に低下させ、3日間にわたる1日1回の投与で安定したコントロールを維持した。この新しいプラットフォームは、皮下投与と比較して約33〜41％の薬理学的生物学的利用能を達成し、投与量の要件を大幅に低下させるようだ。
イスラエルと米国の科学者は、いつの日かインスリン注射の必要性を排除する可能性のある生体インプラントを開発した。この技術は、体内で継続的にインスリンを産生する生きたインプラントに基づいている。このインプラントは、外部デバイスや継続的な介入なしに、直接血糖値を感知し必要に応じてインスリンを放出するように設計された生きた細胞で作られた自律型人工膵臓として機能する。研究チームは、インスリン産生細胞を免疫攻撃から保護する特別に設計された結晶構造内に封入した。インプラントの有効性は、免疫抑制なしで長期間にわたって血糖調節を維持したいくつかの動物モデルで実証された。
MITの研究者らは現在、デバイスを体内でさらに長期間（最大2年、あるいはそれ以上）持続させることができるかどうかを研究する計画だ。彼らはまた、他の有用なタンパク質を産生できる細胞を送達するためにこのアプローチを使用する可能性も探っている。日本の研究者らは、より大きな動物モデルやヒトの腸をよりよく再現するシステムを含むさらなる研究に進んでいる。イスラエル・米国チームは、近い将来に臨床試験に向けて進むことを望んでおり、この技術は血友病などの他の慢性疾患にも適応可能なより広範な治療プラットフォームを代表している。