توصل فريق من العلماء الأمريكيين، إلى أن مركبين ينتجان الأوكسجين لهما دور رئيسى فى مساعدتهم على بناء بنكرياس اصطناعى فى المختبر لعلاج مرضى السكرى النمط الأول.

وتمكن العلماء بمعهد "ويل فوريست للطب التجديدى" من الكشف عن أن الأوكسجين الإضافى، الذى توفره هذه العناصر يعمل على تحسين وظيفة وجدوى الخلايا المنتجة للأنسولين خلال المراحل الهامة من عملية بناء البنكرياس.. فمن المعروف أن هذه النوعية من الخلايا تكون فى كثير من الأحيان مستهلكة وشرهة للأوكسجين.

وركزت الدراسة على استخدام بيكربونات الصوديوم - المستخدمة فى العديد من مساحيق التنظيف المنزلية - وبيروكسيد الكالسيوم - المستخدم فى العديد من المطهرات - بهدف تحديد ما إذا كانت المركبات يمكن أن توفر الخلايا المنتجة للأنسولين مع الأكسجين.  

وقال الباحث إيمانويل سى أستاذ أمراض الكبد "إن هذه الدراسات توفر دليلا على مفهوم استخدام المواد المولدة للأوكسجين لحل إحدى العقبات الرئيسية أمام هندسة البنكرياس الاصطناعى الحيوى، والتأكد من أن الخلايا لديها ما يكفى من الأوكسجين لتعمل حتى يتكامل الهيكل مع الجسم.. فى حين أن زرع البنكرياس بأكمله أو من خلايا إنتاج الأنسولين يمكن أن يحتمل علاج مرض السكرى النمط الأول، ونادرا ما يتم تقديم هذه الخيارات بسبب عدم وجود المتبرعين المناسبين بالبنكرياس، والآثار السامة للعقاقير مضادة للرفض العضو المنزرع التى هى مطلوبة بعد عملية الزرع".

وكبديل لهذه الخيارات، يعمل العلماء على بناء بنكرياس اصطناعى من خلال تغذية الخلايا المنتجة للأنسولين ضمن حبات صغيرة حيوية، يتم طلاء البنكرياس بمادة تسمح بمرور الأنسولين، فضلا عن منعها للجسم لرفض البنكرياس الاصطناعى الجديد.

وشدد العلماء على وجود تحد كبير مع هذه الإستراتيجية، هو كيفية توفير احتياجات الخلايا من الأكسجين فى ظل الاستعانة بالبنكرياس الاصطناعى لتشكيل الأوعية الدموية الخاصة به.. فالخلايا المنتجة للأنسولين لها متطلبات عالية من الأوكسجين – فهى تستخدم ما بين 10 – 12% من تدفق الدم إلى البنكرياس، فى حين لا يمثل سوى ما بين 1- 2% من وزنه، مؤكدين أن هناك حاجة إلى توفير إمدادات مستمرة من الأوكسجين بدءا من وقت عزل الخلايا لأول مرة من البنكرياس المتبرع به، حتى يتم زرعه وتطوير أوعية دموية خاصة به، والتى عادة ما تتطور فى غضون ما بين 5 – 10 أيام من الزرع.

وباستخدام الخلايا المنتجة للأنسولين المعزولة من الفئران والخنازير، أجرى الباحثون 3 دراسات إضافة إلى بيكربونات الصوديوم أثناء عزل الخلية؛ لتقييم استخدام الجسيمات خلال عملية نمو الخلايا.. وتقييم ما إذا كان إضافة جزيئات بيروكسيد الكالسيوم أثناء التغليف سيؤدى إلى تحسين جودة الخلايا خلال أسبوع فى بيئة منخفضة الأكسجين مماثلة لما ستواجهه الخلايا فى جسم الإنسان .

وفى جميع الدراسات، تمكن الباحثون من زيادة عدد الخلايا الحية بنحو 50% وقدرتها على إنتاج الأنسولين 8 مرات مع إضافة الأكسجين.. وعلموا أن بعض المتغيرات، بما فى ذلك درجة الحرارة، يمكن استخدامها للسيطرة على مستويات الأكسجين.