Successful pancreas or islet transplantation is currently the only cure for type 1 diabetes mellitus. Since the first pancreas transplant in 1966, there have been various refinements of surgical technique along with improved immunosuppressive regimens, resulting in significantly improved outcomes, with contemporary research into graft monitoring and newer biomarkers, potentially lengthening graft survival rates further. Patients with insulin-dependent diabetes mellitus who are eligible for pancreas or islet transplantation represent a select group, the tip of the iceberg for a significant global diabetes disease burden. In the last 50 years, there have been quantum advances in alternative technologies in diabetes therapy, both experimental and translational. Further development and improved access are required to treat the larger proportion of people suffering from diabetes. Emerging stem cell therapy is still experimental whereas alternatives including automated insulin delivery systems and islet cell transplantation are already used in some countries. Whilst automated insulin delivery systems have increased in efficacy, they still do not achieve the near physiological control of blood sugar, which can be achieved by successful pancreas or islet transplantation. This state-of-the-art review provides a summary of pancreas and islet transplantation to its current place in diabetes therapy, along with alternative and future therapies, including the obstacles associated with the dissemination of these new therapies. With the advent of these modern cellular and technological advances, this review addresses the question: are we entering an era where whole organ pancreas transplantation could be replaced entirely by modern technological advances in diabetes therapy?
Chronická pankreatitída je závažný, multifaktoriálny, fibroinflamačný syndróm charakterizovaný opakovanými bolestivými exacerbáciami. Toto ochorenie má výrazný vplyv na kvalitu života pacientov, najmä z hľadiska bolesti, rozvoja diabetes mellitus a opakovaných záchvatov akútnej pankreatitídy. Autológna transplantácia Langerhansových ostrovčekov po totálnej pankreatektómii je potenciálnou možnosťou na zachovanie endogénnej sekrécie inzulínu u pacientov so závažnými, opakujúcimi sa bolestivými atakmi chronickej pankreatitídy. V našom prípade prezentujeme pacienta s chronickou pankreatitídou trpiaceho opakovanými bolestivými exacerbáciami. Pacient potreboval opakované hospitalizácie s opakovanými ERCP zákrokmi a stentážou pankreatického vývodu. Po genetickom potvrdení hereditárnej pankreatitídy a multidisciplinárnom zhodnotení bolo rozhodnuté o totálnej pankreatektómii s autotransplantáciou ostrovčekov. V tomto prípade prezentujeme prvú medzinárodnú autotransplantáciu Langerhansových ostrovčekov v Slovenskej republike.
Chronic pancreatitis with repeated painful relapses is a severe multifactorial, fibroinflammatory syndrome that significantly affects the quality of life of patients, mainly in terms of pain, development of diabetes mellitus, and repeated attacks of acute pancreatitis. Autologous islet transplantation after total pancreatectomy is a potential option in selected patients with severe, recurrent painful episodes of chronic pancreatitis. In our case, we present a patient with severe recurrent chronic pancreatitis. The patient required frequent hospitalizations with repeated stenting of the pancreatic duct. After the confirmation of a genetic mutation, the members of the multidisciplinary session decided to perform a total pancreatectomy with islet autotransplantation. In this case, we present the first international islet cell autotransplantation of Langerhans islets in Slovakia after total pancreatectomy in a patient with chronic hereditary pancreatitis.
We previously developed a deep learning-based web service (IsletNet) for an automated counting of isolated pancreatic islets. The neural network training is limited by the absent consensus on the ground truth annotations. Here, we present a platform (IsletSwipe) for an exchange of graphical opinions among experts to facilitate the consensus formation. The platform consists of a web interface and a mobile application. In a small pilot study, we demonstrate the functionalities and the use case scenarios of the platform. Nine experts from three centers validated the drawing tools, tested precision and consistency of the expert contour drawing, and evaluated user experience. Eight experts from two centers proceeded to evaluate additional images to demonstrate the following two use case scenarios. The Validation scenario involves an automated selection of images and islets for the expert scrutiny. It is scalable (more experts, images, and islets may readily be added) and can be applied to independent validation of islet contours from various sources. The Inquiry scenario serves the ground truth generating expert in seeking assistance from peers to achieve consensus on challenging cases during the preparation for IsletNet training. This scenario is limited to a small number of manually selected images and islets. The experts gained an opportunity to influence IsletNet training and to compare other experts' opinions with their own. The ground truth-generating expert obtained feedback for future IsletNet training. IsletSwipe is a suitable tool for the consensus finding. Experts from additional centers are welcome to participate.
- MeSH
- analýza přežití MeSH
- diabetes mellitus 1. typu chirurgie patofyziologie prevence a kontrola terapie MeSH
- krevní glukóza analýza MeSH
- lidé MeSH
- regulace glykemie MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků dějiny metody statistika a číselné údaje MeSH
- transplantace ledvin statistika a číselné údaje MeSH
- transplantace slinivky břišní dějiny metody statistika a číselné údaje MeSH
- transplantace * dějiny metody statistika a číselné údaje MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Transplantace inzulín-produkující tkáně je metoda vyhrazená pro úzkou skupinu pacientů s labilním diabetem především 1. typu s těžkými hypoglykemiemi. Ke správné indikaci pacientů, kteří budou z transplantační léčby profitovat, je třeba využívat moderní zdravotnické pomůcky, a to především kontinuální monitoraci glukózy. U pacientů se syndromem por-šeného vnímání hypoglykemie často ani alarmy kontinuálního monitoru nezabrání těžké hypoglykemii. Tyto pacienty je vhodné odeslat do transplantačního centra ke zvážení tran-plantace pankreatu nebo Langerhansových ostrůvků. Léčba pomocí technologií by však měla vždy indikaci transplantace předcházet.
Insulin-producing tissue transplantation is a method reserved for a narrow group of patients with unstable diabetes, especially type 1 with severe hypoglycaemia. Modern medical devices, especially continuous glucose monitoring, should be used to correctly indicate patients who will benefit from the transplant treatment. In patients with impaired hypoglycaemia awareness, continuous monitor alarms often do not prevent severe hypoglycaemia. It is advisable to refer these patients to a transplant centre to consider a transplantation of the pancreas or islets of Langerhans. However, treatment with technology should always precede the indication of transplantation.
- Klíčová slova
- kontinuální monitorace glykemie,
- MeSH
- diabetes mellitus 1. typu diagnóza komplikace terapie MeSH
- dospělí MeSH
- hypoglykemie komplikace prevence a kontrola MeSH
- lidé MeSH
- selfmonitoring glykemie metody MeSH
- senioři MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků * metody MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
BACKGROUND: Transplantation of pancreatic islets into subcutaneous cavities in diabetic rats may be as or even more effective than transplantation into the portal vein. Identifying the optimal timing of the individual steps in this procedure is critical. METHODS: Macroporous scaffolds were placed in the subcutaneous tissue of diabetic male Lewis rats for 7 or 28 d and the healing of the tissue inside the scaffolds was monitored. A marginal syngeneic graft comprising 4 islets/g of recipient body weight was transplanted at the best timing focusing mainly on vascularization. Recipients were monitored for blood glucose levels and tolerance tests. Histological examination was performed in all implanted scaffolds. The presence of individual endocrine cells was analyzed in detail. RESULTS: Blood glucose levels remained within the physiological range in all recipients until the end of experiment as well as body weight increase. Coefficients of glucose assimilation were normal or slightly reduced with no statistically significant differences between the groups 40 and 80 d after transplantation. Histological analysis revealed round viable islets in the liver similar to those in pancreas, but alpha cells practically disappeared, whereas islets in the scaffolds formed clusters of cells surrounded by rich vascular network and the alpha cells remained partially preserved. CONCLUSIONS: Subcutaneous transplantation of pancreatic islets is considerably less invasive but comparably efficient as commonly used islet transplantation into the portal vein. In consideration of alpha and beta cell ratio, the artificial subcutaneous cavities represent a promising site for future islet transplantation therapy.
- MeSH
- experimentální diabetes mellitus * chirurgie MeSH
- krevní glukóza MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- Langerhansovy ostrůvky * krevní zásobení chirurgie MeSH
- potkani inbrední LEW MeSH
- subkutánní tkáň MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků * metody MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
BACKGROUND: Islet transplantation represents an established therapeutic option for people with type 1 diabetes who have hypoglycemia unawareness syndrome and frequent problematic hypoglycemic episodes when other methods comprising diabetes education and use of technological support fail. Because the current standard method of islet infusion into the liver has some limitations, novel approaches are under investigation. METHODS: We report our first results with 2 cases of islet transplantation into an omental pouch using a biocompatible plasma-fibrin gel. The recipients received 12,350 and 5,350 islet equivalents per kilogram that were mixed with autologous plasma, seeded during a laparoscopic procedure on the omentum, overlaid with human thrombin solution, and fixed by flapping the omentum over. RESULTS: During a 9-month follow-up, neither patient experienced any moderate or severe hypoglycemia. Their glucose control significantly improved, insulin dose decreased by approximately 50%, and C-peptide at 1 year was 0.22 and 0.14 pmol/mL, respectively. The postoperative course was uneventful, but C-peptide production in the first patient progressively declined at 1 year and hypoglycemic episodes recurred. CONCLUSIONS: Though the results for these first 2 cases are not fully satisfactory, we have demonstrated the feasibility, safety, and ability of this novel method to restore insulin production. Further refinements to improve immediate islet survival seem necessary.
- MeSH
- biomedicínský výzkum * MeSH
- C-peptid MeSH
- diabetes mellitus 1. typu * farmakoterapie chirurgie MeSH
- hypoglykemie * farmakoterapie MeSH
- hypoglykemika terapeutické užití MeSH
- inzulin terapeutické užití MeSH
- krevní glukóza MeSH
- Langerhansovy ostrůvky * MeSH
- lidé MeSH
- omentum chirurgie MeSH
- thrombin terapeutické užití MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků * škodlivé účinky metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Transplantace Langerhansových ostrůvků představuje zavedenou metodu léčby pacientů s diabetem 1. typu se syndromem porušeného vnímání hypoglykemie, u kterých selhává použití moderních technologických postupů. Nejčastěji se jedná o radiointervenční metodu, při které se suspenze pankreatických ostrůvků podává perkutánně zavedeným katétrem do větve portální žíly. Ačkoliv se na rozdíl od orgánové transplantace pankreatu jedná o výkon jen minimálně invazivní, řada technických problémů zůstává nevyřešena. Mezi možné komplikace patří zejména krvácení a trombóza portální žíly. Na rozdíl od svého přirozeného umístění disperzně ve tkáni exokrinního pankreatu jsou izolované transplantované ostrůvky v jaterním parenchymu vystaveny bezprostřední hypoxii, přímému působení toxinů a imunosupresivních léčiv. Přímý kontakt s krví příjemce vyvolává bezprostřední zánětlivou reakci, tzv. IBMIR (instant blood mediated inflammatory reaction), díky které i více než polovina transplantovaných buněk po aplikaci zaniká. Velikost ostrůvkového štěpu je proto často nedostatečná a řada pacientů potřebuje po výkonu určité množství exogenního inzulinu. To všechno jsou důvody, proč hledáme pro ostrůvkový štěp jiné místo transplantace s příznivějšími podmínkami pro dlouhodobé přežívání. V experimentálním i klinickém výzkumu byla zkoušena různá aplikační místa, jejichž výhody a nevýhody shrneme v tomto sdělení. Jako nejnadějnější se v současné době jeví transplantace do velkého omenta, která již byla na několika pracovištích klinicky použita.
Pancreatic islets transplantation is an established treatment method for type 1 diabetic patients with the hypoglycemia unawareness syndrome in whom a therapy with modern technologies fails. Islet transplantation is most commonly done using an interventional radiology method: a tissue suspension of pancreatic islets is applied into a branch of the portal vein through a percutaneously installed catheter. Although being minimally invasive unlike pancreas organ transplant, this method is associated with many technical difficulties. Possible complications of the procedure include hemorrhage and portal vein thrombosis. Unlike their natural dispersed localization in exocrine pancreas, isolated pancreatic islets are exposed to hypoxia, toxins and immunosuppressive drugs in the liver parenchyma. Direct contact with the recipient’s blood causes an instant blood mediated inflammatory reaction (IBMIR) resulting in the death of more than half of the pancreatic islets shortly after their application. Therefore the size of the islet graft is often insufficient and a number of transplanted patients require administration of exogenous insulin. All of these are reasons for seeking an alternative transplantation site with more hospitable conditions for long-term islet survival. Various transplantation sites have been tested in experimental and clinical research. The advantages and disadvantages of some of them are summarized in this paper. Currently, transplantation into the greater omentum seems most promising, which has already been used in clinical practice at several institutions.
- Klíčová slova
- syndrom porušeného vnímání hypoglykemie,
- MeSH
- diabetes mellitus 1. typu chirurgie MeSH
- lidé MeSH
- omentum MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků * metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Pacienti s diabetickým onemocněním ledvin v pokročilém stadiu vyžadují podrobnou klinickou rozvahu z hlediska vhodného způsobu budoucí náhrady funkce ledvin. Postup závisí zejména na přidružených kardiovaskulárních, periferních cévních a mikroangiopatických komplikacích. Ty mohou být kontraindikací k transplantaci ledviny. Zejména pro osoby s diabetem 1. typu, který je způsoben autoimunitním zánikem beta buněk, ale také pro některé osoby s diabetem 2. typu, jež jsou plně závislé na léčbě inzulinem, se nabízí spolu s transplantací ledviny také náhrada inzulin produkujících beta buněk. Pro ni dnes existují dvě zavedené metody: transplantace celého pankreatu a transplantace izolovaných Langerhansových ostrůvků. Obě formy transplantace mohou být provedeny v rámci jednoho výkonu spolu s transplantací ledviny nebo až následně u příjemců štěpu ledviny s dobře rozvinutou funkcí. Hlavním cílem transplantační náhrady beta buněk je umožnit jinak komplikovanou metabolickou kontrolu, zbavit pacienta rizika problematických hypoglykemií, zlepšit kvalitu života a zmírnit průběh kardiovaskulárních a pro diabetes specifických mikrovaskulárních onemocnění. K těm patří i případné rekurence diabetické nefropatie v transplantované ledvině. V přehledu jsou shrnuty jednotlivé možnosti, které jsou nyní dostupné v Institutu klinické a experimentální medicíny. Jsou uvedeny jejich výhody a nevýhody, faktory určující jejich správnou volbu a také očekávané výsledky.
There are currently several therapeutic options for subjects with advanced diabetic kidney disease which require comprehensive consideration from the point of view of future replacement of kidney function. While associated advanced cardiovascular, peripheral vascular or microangiopathic complications may represent a contraindication, kidney transplantation from a deceased or living donor is otherwise the best option. Particularly in type 1 diabetes, which is caused by autoimmune destruction of the insulin producing beta cells, but also in selected cases of type 2 diabetes with marked insulin dependence, transplantation of the insulin producing tissue should be considered. This can be currently realized using two established methods: transplantation of the whole vascularized pancreas or transplantation of isolated pancreatic islets. They can by both be performed simultaneously with the kidney transplant or subsequently in the recipient with a functioning kidney graft. The aims of beta cell replacement are mainly achieving good metabolic control without the risk of problematic hypoglycemia, improving the quality of life, and halting or ameliorating the progression of cardiovascular and diabetes specific microangiopathic complications including the recurrence of diabetic nephropathy in the kidney graft. This review summarizes the individual options, which are now available at the Institute for Clinical and Experimental Medicine in Prague. Advantages and disadvantages and factors, which are important for the right option are discussed.
- MeSH
- diabetické nefropatie * chirurgie MeSH
- kontraindikace léčebného výkonu MeSH
- lidé MeSH
- směrnice pro lékařskou praxi jako téma MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků metody MeSH
- transplantace ledvin * metody MeSH
- transplantace slinivky břišní metody MeSH
- výběr pacientů MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
- MeSH
- diabetes mellitus * diagnóza terapie MeSH
- Langerhansovy ostrůvky patologie MeSH
- lidé MeSH
- nemoci slinivky břišní * terapie MeSH
- pankreas chirurgie patologie MeSH
- příznaky a symptomy MeSH
- transplantace Langerhansových ostrůvků metody MeSH
- transplantace * metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
