Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου 1 είναι η εμφύτευση παγκρεατικών νησιδίων που μπορούν να παράγουν ινσουλίνη όταν χρειάζεται, η οποία μπορεί να απαλλάξει τους ασθενείς από το να κάνουν συχνές ενέσεις ινσουλίνης. Ωστόσο, ένα σημαντικό εμπόδιο σε αυτή την προσέγγιση είναι ότι μόλις τα κύτταρα εμφυτευθούν, τελικά ξεμένουν από οξυγόνο και σταματούν να παράγουν ινσουλίνη.
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι μηχανικοί του MIT σχεδίασαν μια νέα εμφυτεύσιμη συσκευή που όχι μόνο μεταφέρει εκατοντάδες χιλιάδες κύτταρα νησιδίων που παράγουν ινσουλίνη, αλλά έχει επίσης το δικό της «εργοστάσιο οξυγόνου», το οποίο παράγει οξυγόνο διασπώντας τους υδρατμούς που βρίσκονται στο σώμα.
Οι ερευνητές έδειξαν ότι όταν εμφυτευόταν σε διαβητικά ποντίκια, αυτή η συσκευή μπορούσε να διατηρήσει σταθερά τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα των ποντικών για τουλάχιστον ένα μήνα. Οι ερευνητές ελπίζουν τώρα να δημιουργήσουν μια μεγαλύτερη έκδοση της συσκευής, περίπου στο μέγεθος μιας τσίχλας, η οποία θα μπορούσε τελικά να δοκιμαστεί σε άτομα με διαβήτη τύπου 1.
«Σκεφτείτε το ως μια ζωντανή ιατρική συσκευή που κατασκευάζεται από ανθρώπινα κύτταρα που εκκρίνουν ινσουλίνη, μαζί με ένα ηλεκτρονικό σύστημα υποστήριξης της ζωής. Είμαστε ενθουσιασμένοι από την πρόοδο μέχρι στιγμής και είμαστε πραγματικά αισιόδοξοι ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να βοηθήσει τους ασθενείς», λέει ο Daniel Anderson, καθηγητής στο Τμήμα Χημικής Μηχανικής του MIT και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ενώ οι ερευνητές επικεντρώνονται κυρίως στη θεραπεία του διαβήτη, λένε ότι αυτό το είδος συσκευής θα μπορούσε επίσης να προσαρμοστεί για τη θεραπεία άλλων ασθενειών που απαιτούν επαναλαμβανόμενη χορήγηση θεραπευτικών πρωτεϊνών.
Αντικαθιστώντας τις ενέσεις ινσουλίνης
Οι περισσότεροι ασθενείς με διαβήτη τύπου 1 πρέπει να παρακολουθούν προσεκτικά τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα τους και να κάνουν ένεση στον εαυτό τους με ινσουλίνη τουλάχιστον μία φορά την ημέρα. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν αναπαράγει τη φυσική ικανότητα του σώματος να ελέγχει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα.
«Η συντριπτική πλειονότητα των διαβητικών που εξαρτώνται από την ινσουλίνη κάνουν ενέσεις και ό,τι καλύτερο μπορούν, αλλά δεν έχουν υγιή επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Αν κοιτάξετε τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους, ακόμη και οι άνθρωποι που είναι πολύ αφοσιωμένοι στο να είναι προσεκτικοί, απλά δεν μπορούν να αντισταθμίσουν αυτό που μπορεί να κάνει ένα ζωντανό πάγκρεας», εξηγεί ο ειδικός.
Η ομάδα του MIT ακολούθησε μια προσέγγιση που θα μπορούσε ενδεχομένως να παράγει οξυγόνο επ’ αόριστον, διασπώντας το νερό. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων -μια τεχνολογία που αρχικά αναπτύχθηκε για την παραγωγή υδρογόνου στις κυψέλες καυσίμου- που βρίσκεται μέσα στη συσκευή.
Αυτή η μεμβράνη μπορεί να διασπάσει τους υδρατμούς (που βρίσκονται σε αφθονία στο σώμα) σε υδρογόνο -το οποίο διαχέεται ακίνδυνα- και σε οξυγόνο, το οποίο πηγαίνει σε έναν θάλαμο αποθήκευσης που τροφοδοτεί τα κύτταρα των νησιδίων μέσω μιας λεπτής, διαπερατής από οξυγόνο μεμβράνης.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι δεν απαιτεί καλώδια ή μπαταρίες. Η διάσπαση αυτού του υδρατμού απαιτεί μια μικρή τάση (περίπου 2 βολτ), η οποία παράγεται χρησιμοποιώντας ένα φαινόμενο γνωστό ως συντονιστική επαγωγική σύζευξη.
Ένα συντονισμένο μαγνητικό πηνίο που βρίσκεται έξω από το σώμα μεταδίδει ισχύ σε μια μικρή, εύκαμπτη κεραία μέσα στη συσκευή, επιτρέποντας την ασύρματη μεταφορά ενέργειας. Απαιτεί ένα εξωτερικό πηνίο, το οποίο οι ερευνητές αναμένουν ότι θα μπορούσε να φορεθεί ως έμπλαστρο στο δέρμα του ασθενούς.
Φάρμακα κατά παραγγελία
Αφού κατασκεύασαν τη συσκευή τους, οι ερευνητές τη δοκίμασαν σε διαβητικά ποντίκια. Η μία ομάδα ποντικών έλαβε τη συσκευή με τη μεμβράνη που παράγει οξυγόνο και διασπά το νερό, ενώ η άλλη έλαβε μια συσκευή που περιείχε κύτταρα νησιδίων χωρίς συμπληρωματικό οξυγόνο. Οι συσκευές εμφυτεύτηκαν ακριβώς κάτω από το δέρμα, σε ποντίκια με πλήρως λειτουργικό ανοσοποιητικό σύστημα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ποντίκια στα οποία εμφυτεύτηκε η συσκευή παραγωγής οξυγόνου ήταν σε θέση να διατηρήσουν φυσιολογικά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, συγκρίσιμα με υγιή ζώα. Ωστόσο, τα ποντίκια που έλαβαν τη μη οξυγονωμένη συσκευή έγιναν υπεργλυκαιμικά (με αυξημένο σάκχαρο στο αίμα) μέσα σε περίπου δύο εβδομάδες.
Συνήθως, όταν εμφυτεύεται οποιοδήποτε είδος ιατρικής συσκευής στο σώμα, η επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα οδηγεί σε συσσώρευση ουλώδους ιστού που ονομάζεται ίνωση και μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα των συσκευών. Αυτός ο ουλώδης ιστός σχηματίστηκε γύρω από τα εμφυτεύματα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη, αλλά η επιτυχία της συσκευής στον έλεγχο των επιπέδων γλυκόζης υποδηλώνει ότι η ινσουλίνη ήταν ακόμα σε θέση να διαχέεται έξω από τη συσκευή και η γλυκόζη σε αυτήν.
«Είμαστε αισιόδοξοι ότι θα είναι δυνατό να δημιουργηθούν ζωντανές ιατρικές συσκευές που θα μπορούν να παραμένουν στο σώμα και να παράγουν φάρμακα όπως χρειάζεται. Υπάρχουν διάφορες ασθένειες όπου οι ασθενείς πρέπει να λαμβάνουν πρωτεΐνες εξωγενώς, μερικές φορές πολύ συχνά. Εάν μπορούμε να αντικαταστήσουμε την ανάγκη για εγχύσεις κάθε δεύτερη εβδομάδα με ένα μόνο εμφύτευμα που δρα για μεγάλο χρονικό διάστημα, νομίζω ότι θα μπορούσε πραγματικά να βοηθήσει πολύ τους ασθενείς», εξηγεί ο Δρ. Anderson.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα να προσαρμόσουν τη συσκευή για δοκιμές σε μεγαλύτερα ζώα και τελικά σε ανθρώπους. Για ανθρώπινη χρήση, ελπίζουν να αναπτύξουν ένα εμφύτευμα που θα έχει περίπου το μέγεθος τσίχλας. Σκοπεύουν επίσης να δοκιμάσουν εάν η συσκευή μπορεί να παραμείνει στο σώμα για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα.
Πηγη: https://www.oloygeia.gr/
