在南卡羅來納醫科大學 (MUSC)，研究人員 Leonardo Ferreira 正在領導一項雄心勃勃的努力，以改變 1 型糖尿病 (T1D) 的治療方式。費雷拉和來自合作機構的合作者正在測試旨在治療和可能治癒這種疾病的新策略。該計畫得到了全球領先的研究和倡導組織 Breakthrough T1D 的 100 萬美元支持。
他們的方法結合了幹細胞科學。免疫學和移植研究主要目標簡單而大膽：在不使用免疫抑制藥物的情況下恢復 T1D 患者產生胰島素的 β 細胞。
「這些獎項支持最有前途的工作。這可以在治愈第 1 型糖尿病方面取得重大進展，」Ferreira 說。 “這就是 Breakthrough T1D 所認為的下一波 1 型糖尿病治療方法。”
改造免疫系統以保護胰島素細胞
Ferreira 專門研究使用嵌合抗原受體（CAR）調節免疫系統。這些工程化受體有助於引導調節性 T 細胞（稱為 Tregs）到達體內的特定標靶。 Tregs 在控制免疫反應方面發揮著重要作用。並防止過度損壞。這包括 T1D 中出現的自身免疫攻擊。簡單來說，他們就像保鑣一樣。防止免疫系統過度反應並傷害健康組織。
他與兩位著名的合作者合作，佛羅裡達大學藥理學和治療學副教授 Holger Russ 博士。許多科學家在 T1D 幹細胞研究領域處於領先地位，他們將這一領域視為移植的未來。由於幹細胞為研究和臨床應用提供無限量的胰島細胞，馬薩諸塞大學醫學院的 Michael Brehm 博士完善了該團隊。他因開發人形小鼠模型而聞名，這些模型幫助研究人員研究 1 型糖尿病中的人類免疫和代謝反應。
1 型糖尿病會發生什麼事？
1 型糖尿病 (T1D) 是一種自體免疫疾病，其中免疫系統錯誤地攻擊胰臟中產生胰島素的 β 細胞。如果這些細胞不存在，身體將無法正確控制血糖水平。 1 型糖尿病患者必須密切監測血糖水平，並依靠注射胰島素才能存活。根據疾病管制與預防中心估計，估計有 150 萬美國人患有這種疾病。隨著時間的推移，它會導致嚴重的併發症，如神經損傷、失明、昏迷，甚至死亡。
新的突破性 T1D 獎是在南卡羅來納州臨床與轉化研究所 (SCTR) 於 2021 年授予探索試點資助之後頒發的，該資助首次將 Ferreira 和 Russ 聚集在一起。早期的支持為這個龐大的項目奠定了基礎。這可以顯著改變我們治療 T1D 的方式。
兩部分細胞治療策略
在 T1D 中，β 細胞被破壞，因為免疫系統不再將它們識別為身體的一部分。對於症狀嚴重且使用外源性胰島素難以控制的患者，醫師可以進行胰島細胞移植。這包括β細胞。
然而，這種選擇面臨兩個主要挑戰：首先，胰島移植依賴於供體組織。為了解決這個短缺問題，研究團隊正在實驗室中生產源自自身幹細胞的幹細胞。
第二個問題是免疫排斥反應。移植的β細胞會像外來組織一樣受到免疫系統的攻擊。這就是費雷拉在免疫工程方面的專業知識變得至關重要的地方。 Tregs 有助於平息自然免疫反應。 Ferreira 用 CAR 修飾了這些細胞，該 CAR 可識別 β 細胞上的特定表面蛋白。它的工作原理類似於 GPS 訊號，將 Tregs 精確引導至移植細胞。
一旦到達那裡，工程化的Treg細胞就會充當有針對性的“保鑣”，保護β細胞免受免疫系統的攻擊。互動就像鎖和鑰匙一樣。當 Treg 上的受體與 β 細胞上的蛋白質結合時，它會向免疫系統發出停止工作的信號。 Beta 細胞和 Tregs 形成保護性夥伴關係，有助於維持移植後胰島素的產生。
避免使用免疫抑制藥物
這種組合細胞療法的一個關鍵優勢是它可以消除對免疫抑制藥物的需求。移植後通常需要這些藥物。但存在長期風險。尤其是兒童
實驗室生產的β細胞可能有助於解決捐贈組織長期短缺的問題。目前，單一器官移植可能需要三到四個捐贈者的β細胞。雖然大多數器官移植都涉及一對一匹配，但相反，團隊設計的β細胞可以在實驗室中製造、冷凍和儲存，而不會影響品質。這為未來提供可擴展且可靠的治療方法打開了大門。
最終目標是創建一種完整的現成療法，將工程化的 Tregs 與實驗室培養的 β 細胞結合。這種治療方法可以透過移植廣泛傳播和實施。
Ferreira 說：“我們正在努力開發適用於任何階段的所有 1 型糖尿病患者的治療方法。即使是那些患有該疾病多年、β 細胞已所剩無幾的人。”
耐久性測試和長期影響
將這種療法引入臨床實踐需要時間和額外的研究。還有很多問題。包括保護作用能持續多久。在使用人源化小鼠的臨床前研究中，其益處可持續長達一個月。這是迄今為止研究時間最長的一次。新的資金將使研究人員能夠探索擴大覆蓋範圍的方法。改進給藥方法並考慮多次給藥是否能提供更持久的效果。
透過結合幹細胞生物學、基因編輯和免疫系統調節。該團隊正在開發的不僅僅是一種治療方案。他們正在創建一個框架來教導身體自我修復。如果這項工作成功，可以幫助患者避免每天注射胰島素。最終將第 1 型糖尿病護理從終身管理轉變為真正治癒。
其影響不僅限於糖尿病。這一成功可能代表著再生醫學和免疫療法的重大進步。
「我認為這可能會改變醫學的運作方式，」費雷拉說。 “我們不僅僅是治療症狀，實際上還可以替換丟失的細胞。這項工作使我們更有可能更多地了解 T1D 是如何開始、如何發展以及如何治療的。”
