I ett samarbete mellan Karolinska Institutet och KTH har forskare utvecklat en medicinsk mikroenhet som möjliggör exakt och suturlös (utan stygn) positionering av miniorgan i ögat. De Langerhanska öarna, den insulinproducerande delen i bukspottskörteln, är exempel på miniorgan. Tekniken öppnar alltså för en möjlighet till cellbaserad terapi, till exempel av diabetes, med ögat som bas.– Vi har konstruerat den medicinska enheten så att den kan hålla levande miniorgan i en mikrobur med en ny klaffdörrsteknik, detta för att undvika behovet av ytterligare fixering, säger Wouter van der Wijngaart, professor vid avdelningen mikro- och nanosystem på KTH.

Ögat är ett immunpriviligierat organ – det vill säga i första steget av kroppens respons vid ett implantat så har ögat i stort sett inga immunceller som kan ge ofördelaktiga reaktioner. Ögat är forskarnas enda fönster in i kroppen. De kan i detalj studera vad som händer med implantatet över tid med visuella observationer och mikroskopi.

– Vi har utformat hela enheten som en kil, och därmed kan vi mekaniskt fixera strukturen i vinkeln mellan regnbågshinnan och hornhinnan i den främre ögonkammaren. När vi testade tekniken i möss observerade vi att enheten behöll sin position i den levande organismen i flera månader och att miniorganen snabbt integrerades med värddjurets blodkärl och fungerade normalt, säger Anna Herland, universitetslektor vid avdelningen för bionanoteknologi på KTH, Scilifelab samt forskningscentret AIMES vid KTH och KI.

Anna Herland berättar att, förutom diabetes, har olika celltransplantationsbehandlingar påbörjats inom ett flertal sjukdomsområden.

Ett hinder för utvecklingen av cellterapier är dock bristen på metoder som på ett icke-invasivt sätt kan övervaka transplantatens funktion och vägleda vården för att säkerställa långsiktig transplantationsframgång.– Vår uppfinning är ett första steg mot avancerade medicinska mikroenheter som både kan lokalisera och övervaka funktionen hos celltransplantat. Vi har konstruerat vår enhet för att positionera miniorgan, såsom organoider och Langerhanska öar, utan begränsning av näringstillförseln till cellerna. Vårt arbete visar också den första mekaniska fixeringen av en enhet i ögats främre kammare. Vår design kommer att möjliggöra framtida integrering och användning av mer avancerade enhetsfunktioner som integrerad elektronik eller läkemedelsfrisättning, säger Anna Herland.

Forskningen har finansierats av SSF, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, ERC, Familjen Erling Perssons stiftelse och Jochnicks stiftelse, AIMES och Novo Nordisk Foundation. Per-Olof Berggren är delägare i Biocrine AB som också är en del av studien.

"3D-Printed Biohybrid Microstructures Enable Transplantation and Vascularization of Microtissues in the Anterior Chamber of the Eye", Hanie Kavand, Montse Visa, Martin Köhler, Wouter van der Wijngaart, Per-Olof Berggren, Anna Herland, Advanced Materials, online 10 oktober 2023, doi: 10.1002/adma.202306686.

Källa: Karolinska Institutet