Метод выделения островков Лангерганса из поджелудочной железы человека для клинической трансплантации при сахарном диабете I типа

Трансплантация островков Лангерганса является современным методом лечения тяжелого течения сахарного диабета I типа (СД I). При получении островкового трансплантата существует множество факторов, снижающих долю успешных выделений островков и эффективность трансплантации. В связи с этим продолжаются разработки различных модификаций выделения островков, что приводит к появлению новых уникальных протоколов.

Целью работы было оценить эффективность модифицированного метода выделения островков Лангерганса из поджелудочной железы посмертного донора для клинической трансплантации реципиентам с СД I.

Материалы и методы. Островки Лангерганса выделяли по модифицированной методике без использования перфузионной системы Рикорди на этапе ферментативного переваривания, а также градиента плотности на этапе очистки. Идентификацию островков проводили с помощью окрашивания дитизоном. Жизнеспособность островков определяли с помощью флуоресцентного окрашивания акридиновым оранжевым и йодистым пропидием. Функциональную активность, выраженную через индекс стимуляции, определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА). Гистологическое исследование исходной поджелудочной железы (n = 3) включало рутинные методы окрашивания, а также иммуногистохимическое окрашивание основных типов островковых клеток.

Результаты. Островки Лангерганса, выделенные из поджелудочной железы посмертного донора по модифицированному методу, сохраняли целостность и имели различные размеры и форму. Количество выделенных островков составило 630 000 ± 30 000 с жизнеспособностью 90 ± 3% и индексом стимуляции 1,41 ± 0,01, что свидетельствует о высоком качестве выделенного биоматериала и способности β-клеток реагировать на изменение содержания глюкозы. Морфологическое исследование поджелудочной железы донора свидетельствует о структурной сохранности островкового аппарата и потенциальной возможности получения жизнеспособных и функционально активных островков. Также показана эффективность выхода островков из поджелудочной железы в процессе ферментативной обработки.

Заключение. В результате оптимизации методических приемов апробирован модифицированный способ обработки поджелудочной железы посмертного донора, позволяющий выделять значительное количество жизнеспособных и функциональных островков Лангерганса. Характеристики островкового трансплантата позволяют использовать полученный клеточный материал для трансплантации пациентам с СД I.

1. Piemonti L. Islet Transplantation. In: Feingold KR, Anawalt B, Blackman MR, Boyce A, Chrousos G, Corpas E et al. editors. Endotext [Internet]. South Dartmouth (MA): MDText.com, Inc. 2025; 2000.

2. Gruessner AC, Gruessner RWG. The 2022 International Pancreas Transplant Registry Report – A Review. Transplant Proc. 2022; 54 (7): 1918–1943. doi: 10.1016/j.transproceed.2022.03.059.

3. Chetboun M, Drumez E, Ballou C, Maanaoui M, Payne E, Barton F et al. Association between primary graft function and 5-year outcomes of islet allogeneic transplantation in type 1 diabetes: A retrospective, multicentre, observational cohort study in 1210 patients from the Collaborative Islet Transplant Registry. Lancet Diabetes Endocrinol. 2023; 11: 391–401. doi: 10.1016/S22138587(23)00082-7.

4. Hering BJ, Ballou CM, Bellin MD, Payne EH, Kandeel F, Witkowski P et al. Factors associated with favourable 5 year outcomes in islet transplant alone recipients with type 1 diabetes complicated by severe hypoglycaemia in the Collaborative Islet Transplant Registry. Diabetologia. 2023; 66: 163–173. doi: 10.1007/s00125-02205804-4.

5. Shapiro AM, Pokrywczynska M, Ricordi C. Clinical pancreatic islet transplantation. Nat Rev Endocrinol. 2017; 13 (5): 268–277. doi: 10.1038/nrendo.2016.178.

6. Berney T, Andres A, Bellin MD, de Koning EJP, Johnson PRV, Kay TWH et al. International Islet Transplant Centers. A Worldwide Survey of Activities and Practices in Clinical Islet of Langerhans Transplantation. Transpl Int. 2022; 35: 10507. doi: 10.3389/ti.2022.10507.

7. Marfil-Garza BA, Imes S, Verhoeff K, Hefler J, Lam A, Dajani K et al. Pancreatic islet transplantation in type 1 diabetes: 20-year experience from a single-centre cohort in Canada. Lancet Diabetes Endocrinol. 2022; 10: 519–532. doi: 10.1016/S2213-8587(22)00114-0.

8. Reid L, Baxter F, Forbes S. Effects of islet transplantation on microvascular and macrovascular complications in type 1 diabetes. Diabet Med. 2021; 38 (7): e14570. doi: 10.1111/dme.14570.

9. Alhaidar M, Soliven B, Liao C, Rubeiz H, Ogledzinski M, Witkowski P et al. Long-term effects of pancreatic islet transplantation on polyneuropathy in patients with brittle diabetes: A single-center experience. Muscle Nerve. 2023; 68 (3): 329–333. doi: 10.1002/mus.27930.

10. Maanaoui M, Lenain R, Foucher Y, Buron F, Blancho G, Antoine C et al. Islet-after-kidney transplantation versus kidney alone in kidney transplant recipients with type 1 diabetes (KAIAK): a population-based target trial emulation in France. Lancet Diabetes Endocrinol. 2024; 12 (10): 716–724. doi: 10.1016/S2213-8587(24)00241-9.

11. Shapiro AM, Lakey JR, Ryan EA, Korbutt GS, Toth E, Warnock GL et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N Engl J Med. 2000; 343 (4): 230–238. doi: 10.1056/NEJM200007273430401.

12. Wei L. Isolation and Purification of Human Pancreatic Islets. In: Moore A., Wang P. (eds.). Type-1 Diabetes. Methods in Molecular Biology. 2023; 2592. Humana, New York, NY. doi: 10.1007/978-1-0716-2807-2_16.

13. Langlois A, Pinget M, Kessler L, Bouzakri K. Islet Transplantation: Current Limitations and Challenges for Successful Outcomes. Cells. 2024; 13 (21): 1783. doi: 10.3390/cells13211783.

14. Ricordi C, Goldstein JS, Balamurugan AN, Szot GL, Kin T, Liu C et al. National Institutes of Health-Sponsored Clinical Islet Transplantation Consortium Phase 3 Trial: Manufacture of a Complex Cellular Product at Eight Processing Facilities. Diabetes. 2016; 65 (11): 3418–3428. doi: 10.2337/db16-0234.

15. Mohammadi Ayenehdeh J, Niknam B, Hashemi SM, Rahavi H, Rezaei N, Soleimani M et al. Introducing a New Experimental Islet Transplantation Model using Biomimetic Hydrogel and a Simple High Yield Islet Isolation Technique. Iran Biomed J. 2017; 21 (4): 218–227. doi: 10.18869/acadpub.ibj.21.4.218.

16. Zongyi Y, Funian Z, Hao L, Ying C, Jialin Z, Baifeng L. A rapid, efficient, and economic device and method for the isolation and purification of mouse islet cells. PLoS One. 2017; 12 (2): e0171618. doi: 10.1371/journal.pone.0171618.

17. Kwak K, Park JK, Shim J, Ko N, Kim HJ, Lee Y et al. Comparison of islet isolation result and clinical applicability according to GMP-grade collagenase enzyme blend in adult porcine islet isolation and culture. Xenotransplantation. 2021; 28 (4): e12703. doi: 10.1111/xen.12703.

18. Патент на изобретение RU 2853008 C1, 17.12.2025 (заявка № 2025118364 от 03.07.2025). Способ выделения островков Лангерганса из поджелудочной железы для регенеративной медицины и тканевой инженерии. Басок Ю.Б., Пономарева А.С., Баранова Н.В., Севастьянов В.И., Готье С.В. Заявитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Patent for invention RU 2853008 C1, 17.12.2025 (application no. 2025118364 dated 03.07.2025). Method for isolating islets of Langerhans from the pancreas for regenerative medicine and tissue engineering. Basok Yu.B., Ponomareva A.S., Baranova N.V., Sevastyanov V.I., Gautier S.V. Applicant: Federal State Budgetary Institution «National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs named after Academician V.I. Shumakov» of the Ministry of Health of the Russian Federation.

19. Sevastianov VI, Ponomareva AS, Baranova NV, Belova AD, Kirsanova LA, Nikolskaya AO et al. A Tissue-Engineered Construct Based on a Decellularized Scaffold and the Islets of Langerhans: A Streptozotocin-Induced Diabetic Model. Life (Basel). 2024; 14 (11): 1505. doi: 10.3390/life14111505.

20. Sevastianov VI, Ponomareva AS, Baranova NV, Kirsanova LA, Basok YuB, Nemets EA et al. Decellularization of Human Pancreatic Fragments with Pronounced Signs of Structural Changes. Int J Mol Sci. 2023; 24: 119. doi: 10.3390/ijms24010119.28.

21. Ponomareva AS, Kirsanova LA, Baranova NV, Bubentsova GN, Miloserdov IA, Volkova EA, Sevastianov VI. A technique for separating viable islets of Langerhans from a fragment of human pancreatic tail. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2018; 20 (4): 76–82. (English). doi: 10.15825/1995-1191-2018-476-82.

22. Баранова НВ, Кирсанова ЛА, Пономарева АС, Немец ЕА, Басок ЮБ, Бубенцова ГН и др. Сравнительный анализ секреторной способности островков Лангерганса, культивированных с биополимерным микрогетерогенным коллагенсодержащим гидрогелем и тканеспецифическим матриксом. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2019; 21 (4): 45–53. Baranova NV, Kirsanova LA, Ponomareva AS, Nemets EA, Basok YB, Bubentsova GN et al. Comparative analysis of the secretory capacity of islets of langerhans cultured with biopolymer-based collagencontaining hydrogel and tissue-specific matrix. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2019; 21 (4): 45–53. doi: 10.15825/1995-1191-2019-4-45-53.

23. Ricordi C, Hering BJ, Shapiro AM. Beta-cell transplantation for diabetes therapy. Lancet. 2008; 372 (9632): 27–28. doi: 10.1016/S0140-6736(08)60984-8.

24. Matsumoto S, Noguchi H, Yonekawa Y, Okitsu T, Iwanaga Y, Liu X et al. Pancreatic islet transplantation for treating diabetes. Expert Opin Biol Ther. 2006; 6 (1): 23–37. doi: 10.1517/14712598.6.1.23.

25. Sevastianov VI, Basok YB. Biomimetics of Extracellular Matrices for Cell and Tissue Engineered Medical Products; Cambridge Scholars Publishing: Newcastle upon Tyne, UK. 2023; 212–230.

26. Min T, Yi L, Chao Z, Haitao Z, Wei W, Liang Y et al. Superiority of visipaque (iodixanol)-controlled density gradient over Ficoll-400 in adult porcine islet purification. Transplant Proc. 2010; 42 (5): 1825–1829. doi: 10.1016/j.transproceed.2010.01.068.