Etablering og undersøkelse av alternative transplantasjonssteder for insulinproduserende vev og celler som behandling av type 1 diabetikere
Bakgrunn: Type 1 diabetes er en livstruende kronisk sykdom som kun kan kureres ved erstatning av det tapte insulin produserende vevet i pankreas eller beskytte mot tapet. Transplantasjon av insulinproduserende vev (øyceller) kan i dag kurere type 1 diabetes, men effekten forsvinner over tid. Intraportal injeksjon av øyceller i portvenen er i dag den foretrukne transplantasjonsteknikk ved behandling av alvorlig type 1 diabetes. Forskning har imidlertid vist at denne teknikken er suboptimal, hovedsakelig grunnet stort initialt tap av cellene pga inflammatoriske reaksjoner, hypoxiskade og dårlig revaskularisering, i tillegg er det vist høy toksisitet pga eksponering av immundempende medikamenter i portvenen. Et alternativt transplantasjonssted er derfor svært ønskelig for å bedre de kliniske resultater for denne behandlingsformen. Vi forsker på ulike strategier som kan forbedre overlevelsen av øyceller eller beskytte mot tap av øyceller ved diabetes.
Mesenkymale stamceller er multipotente adulte stamceller (ASC) som kan isoleres fra benmarg, fettvev, eller morkake og ekspanderes in vitro. Ved hjelpe av disse cellene har vi nylig vist å bedre overlevelsen av øycellene in vitro og in vivo (FOTS 5727 og 7793). Vi tror derfor at ASC kan beskytte og motvirke tapet av øycellene ved type 1 diabetes. Hovedmålet med denne studien er å undersøke alternative transplantasjonssteder for insulinproduserende vev og ASC ved bruk av ny teknologi som 3D bioprinting med mål om modeller som kan overføres som en klinisk modalitet.
• Forsøkets mål: Vi ønsker å undersøke to ulike alternative transplantasjonssteder 1) omentet og 2) subkutant for humane øyceller og sammenligne med humane øyceller transplantert under nyrekapsel (vanlig eksperimentell modell) og intraportal (klinisk modell) til friske og diabetiske mus. Videre ønsker vi å undersøke effekten av ASC sammen med øyceller eller alene i 3D bioprintet scaffold (hydrogel) og sammenligne dette med i.v infusjon av ASC med eller uten øyceller transplantert under nyrekapsel (vanlig eksperimentell modell) og intraportal (klinisk modell) til friske og diabetiske mus.
• Forventet skadevirkninger på dyrene: Det er ikke forventet store skadevirkninger. Noe post kirurgisk smerte vil forekomme det første døgnet etter kirurgi. Dyrene vil ikke forventes smerte utover dette, men vil være påvirket av induksjon av diabetes og få symptomer som økt drikke behov og urinering
• Antall dyr og dyreart: Totalt 1944 immundefekte mus; Musestammene Rag 1 -/- (648), NOD SCID (648) vil erstattes med Rag 1 -/- med den nye kontrollgruppen (i.v infusjon av ASC som det søkes om endring), NMRI nu/nu (448), SWISS (200). Det er ikke søkt om økning i antall dyr..
• 3R: Denne studien lar seg ikke erstatte av in vitro studier da øycelletransplantasjon og effekt av humane ASC er kliniske prosedyrer for å behandle/kurere type 1 diabetes og interaksjon og effekt på type 1 diabetes ikke lar seg studere in vitro. Vi har utført flere tidligere studier der vi har erfaring og publiserte resultater at musestammene lar seg kurerer fra diabetes med transplantasjon av humane øyceller og vi har sett effekt av i.v av ASC. Vi har derfor kunne redusere antall dyr så mye som mulig. Vi trenger å utføre studien med humane celler fra mange donorer for å veie opp mot heterogenitet som humane celler representerer. Vi har lang erfaring med transplantasjon av celler til mus og har tilnærmet ingen kirurgiske komplikasjoner eller andre bivirkninger. Vi har god erfaring med blodprøvetaking, øycelletransplantasjon, oral glukose toleranse test, blodsukker målinger og håndtering av dyrene under forsøk slik at stress for dyrene minimaliseres.
Mesenkymale stamceller er multipotente adulte stamceller (ASC) som kan isoleres fra benmarg, fettvev, eller morkake og ekspanderes in vitro. Ved hjelpe av disse cellene har vi nylig vist å bedre overlevelsen av øycellene in vitro og in vivo (FOTS 5727 og 7793). Vi tror derfor at ASC kan beskytte og motvirke tapet av øycellene ved type 1 diabetes. Hovedmålet med denne studien er å undersøke alternative transplantasjonssteder for insulinproduserende vev og ASC ved bruk av ny teknologi som 3D bioprinting med mål om modeller som kan overføres som en klinisk modalitet.
• Forsøkets mål: Vi ønsker å undersøke to ulike alternative transplantasjonssteder 1) omentet og 2) subkutant for humane øyceller og sammenligne med humane øyceller transplantert under nyrekapsel (vanlig eksperimentell modell) og intraportal (klinisk modell) til friske og diabetiske mus. Videre ønsker vi å undersøke effekten av ASC sammen med øyceller eller alene i 3D bioprintet scaffold (hydrogel) og sammenligne dette med i.v infusjon av ASC med eller uten øyceller transplantert under nyrekapsel (vanlig eksperimentell modell) og intraportal (klinisk modell) til friske og diabetiske mus.
• Forventet skadevirkninger på dyrene: Det er ikke forventet store skadevirkninger. Noe post kirurgisk smerte vil forekomme det første døgnet etter kirurgi. Dyrene vil ikke forventes smerte utover dette, men vil være påvirket av induksjon av diabetes og få symptomer som økt drikke behov og urinering
• Antall dyr og dyreart: Totalt 1944 immundefekte mus; Musestammene Rag 1 -/- (648), NOD SCID (648) vil erstattes med Rag 1 -/- med den nye kontrollgruppen (i.v infusjon av ASC som det søkes om endring), NMRI nu/nu (448), SWISS (200). Det er ikke søkt om økning i antall dyr..
• 3R: Denne studien lar seg ikke erstatte av in vitro studier da øycelletransplantasjon og effekt av humane ASC er kliniske prosedyrer for å behandle/kurere type 1 diabetes og interaksjon og effekt på type 1 diabetes ikke lar seg studere in vitro. Vi har utført flere tidligere studier der vi har erfaring og publiserte resultater at musestammene lar seg kurerer fra diabetes med transplantasjon av humane øyceller og vi har sett effekt av i.v av ASC. Vi har derfor kunne redusere antall dyr så mye som mulig. Vi trenger å utføre studien med humane celler fra mange donorer for å veie opp mot heterogenitet som humane celler representerer. Vi har lang erfaring med transplantasjon av celler til mus og har tilnærmet ingen kirurgiske komplikasjoner eller andre bivirkninger. Vi har god erfaring med blodprøvetaking, øycelletransplantasjon, oral glukose toleranse test, blodsukker målinger og håndtering av dyrene under forsøk slik at stress for dyrene minimaliseres.