KTH

Ett chip med insulinproducerande celler i ögat ska hålla diabetes i schack

Dela

Forskare vid KTH och Karolinska Institutet har utvecklat en medicinsk mikroenhet, ett chip, för placering i det mänskliga ögat. Tekniken ger nya möjligheter för cellbaserade medicinska behandlingar, till exempel vid diabetes typ 1 och 2.

Efter implantat behöll chipet sin position i ögat i månader och integrerades snabbt med blodkärlen. Foto: David Callahan
Efter implantat behöll chipet sin position i ögat i månader och integrerades snabbt med blodkärlen. Foto: David Callahan Foto: David Callahan

Forskare vid KTH och Karolinska Institutet har utvecklat en medicinsk mikroenhet, ett chip, för placering i det mänskliga ögat. Tekniken ger nya möjligheter för cellbaserade medicinska behandlingar, till exempel vid diabetes typ 1 och 2.

Över 500 000 svenskar har diabetes idag, av dem har 85-90 procent typ 2-varianten. Diabetes är sedan länge världens snabbast växande folksjukdom och 425 miljoner människor är drabbade, enligt Svenska diabetesförbundet. 

Det här medför ett växande behov av bra medicinsk behandling för de som drabbats. 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.

Med ögat som bas

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.

– 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.

Unik teknik

Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi vid Karolinska Institutet och med mångårig erfarenhet av transplantation av Langerhanska öar till den främre ögonkammaren hos möss, har ansvarat för denna del av forskningsarbetet.

– Den aktuella enheten är unik och kommer bland annat att utgöra basen för vårt fortsatta arbete att utveckla ett integrerat mikrosystem för studier av de Langerhanska öarnas funktion och överlevnad i den främre ögonkammaren. Detta är också av stor translationell betydelse då transplantation av Langerhanska öar till främre ögonkammaren hos människa är föremål för kliniska prövningar i patienter med diabetes, säger Per-Olof Berggren.

Varför är då forskningsframsteget viktigt i ett vidare perspektiv? Anna Herland berättar att, förutom diabetes, har olika celltransplantationsbehandlingar påbörjats inom ett flertal sjukdomsområden.

Ett första steg

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.

Intressekonflikter: Per-Olof Berggren är delägare i Biocrine AB som också är en del av studien.

För mer information, kontakta Anna Herland på 08 - 790 84 31 / aherland@kth.se eller Per-Olof Berggren på 070 - 729 57 31 / per-olof.berggren@ki.se.

Publicering

"3D-Printed Biohybrid Microstructures Enable Transplantation and Vascularization of Microtissues in the Anterior Chamber of the Eye", Advanced Materials, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202306686

Faktaruta: Därför ögat

  • 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. När forskarna validerat att allt fungerar kan de överväga andra implantatplaceringar.
  • Tekniken kan appliceras på både diabetes typ 1 och 2 eftersom det handlar om transplantation av öar – det vill säga botande behandling. I första hand är tekniken dock tänkt för typ 1.

Kontakter

Bilder

Wouter van der Wijngaart, professor vid avdelningen mikro- och nanosystem på KTH.
Wouter van der Wijngaart, professor vid avdelningen mikro- och nanosystem på KTH.
Ladda ned bild
Så ser tekniken ut
Så ser tekniken ut
Ladda ned bild
Anna Herland, universitetslektor vid avdelningen för bionanoteknologi på KTH, Scilifelab samt forskningscentret AIMES vid KTH och KI.
Anna Herland, universitetslektor vid avdelningen för bionanoteknologi på KTH, Scilifelab samt forskningscentret AIMES vid KTH och KI.
Ladda ned bild
Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi vid Karolinska Institutet.
Per-Olof Berggren, professor i experimentell endokrinologi vid Karolinska Institutet.
Ladda ned bild

KTH är Sveriges största och äldsta tekniska universitet. Forskning och utbildning omfattar såväl naturvetenskap som alla grenar inom teknik samt arkitektur, industriell ekonomi, samhällsplanering, historia och filosofi. På KTH finns studenter och forskare från hela världen.

KTH:s fem campus i Stockholmsregionen samlar över 13 000 heltidsstudenter, över 1 500 doktorander och 4 000 anställda. Mer om KTH: https://www.kth.se/om/fakta

Följ KTH

Abonnera på våra pressmeddelanden. Endast mejladress behövs och den används bara här. Du kan avanmäla dig när som helst.

Senaste pressmeddelandena från KTH

Låg kontorsnärvaro har långtgående effekt för organisationer18.1.2024 11:20:14 CET | Pressmeddelande

En ny studie som undersökt kontorsarbetandet efter pandemin visar på stora skillnader hur mycket de anställda idag befinner sig på sina arbetsplatser. Hälften av organisationerna i studien når exempelvis inte upp till 40 procents närvaro, en siffra som är mycket lägre än vad organisationernas närvaropolicy tillåter. Detta kan påverka organisationen och deras arbetet negativt, enligt KTH-forskaren Christina Bodin Danielsson, ansvarig för studien.

I vårt pressrum kan du läsa de senaste pressmeddelandena, få tillgång till pressmaterial och hitta kontaktinformation.

Besök vårt pressrum
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye