Научници изумели имплантат који може да помогне у лечењу дијабетеса типа 2

Експериментални медицински имплантат који уклања вишак шећера из крви показао је обећавајуће резултате у лечењу дијабетеса и гојазности током испитивања на лабораторијским мишевима.

У комбинацији са уређајем за континуирано праћење глукозе, који у реалном времену мери ниво шећера у крви, овај минијатурни уређај осмишљен је тако да регулише ниво шећера у складу са потребама пацијента. То постиже помоћу хемијске реакције коју покреће електрична енергија. У експериментима на мишевима спречио је нагле скокове нивоа инсулина и подстакао губитак масног ткива.

Имплантат, описан у научном часопису Science, могао би да понуди потпуно нов начин лечења дијабетеса и гојазности, изјавио је за Лајв сајенс путем електронске поште један од аутора студије, Мартин Фусенегер, професор биотехнологије и биоинжењеринга на Швајцарском федералном институту за технологију у Цириху.

Његов тим сада ради на припремама за испитивање уређаја на другим лабораторијским животињама, а на крају и на људима.

Гојазност и дијабетес типа 2 глобални проблем

У свету приближно 790 милиона људи има дијабетес типа 2, док више од милијарду људи пати од гојазности.

Особе са гојазношћу често имају инсулинску резистенцију, стање у којем ћелије не реагују адекватно на инсулин и не могу да преузму из крви шећер који им је потребан.

У почетку организам производи више инсулина како би надокнадио тај недостатак, али временом више не може да одржава такав темпо, чиме се стварају услови за развој предијабетеса и дијабетеса типа 2. Око 90 одсто људи са дијабетесом типа 2 истовремено има гојазност или прекомерну телесну тежину.

Истовремено, хемијске реакције у јетри претварају вишак глукозе из крви у масне резерве, што доприноси даљем повећању телесне тежине.

Постојећи начини лечења ових стања усмерени су или на промене животних навика, попут исхране и физичке активности, или на дуготрајну примену лекова, као што су метформин, који снижава ниво шећера у крви, и лекови из групе ГЛП-1, који смањују апетит и тако подстичу губитак телесне тежине.

Имплантат претвара глукозу у глуконат

Међутим, Фусенегер и његове колеге запитали су се да ли би могли директно да делују на глукозу.

Осмислили су реактор дугачак око 2,5 центиметара, који претвара глукозу у безопасан нуспроизвод, назван глуконат, помоћу контролисане хемијске реакције коју покрећу веома мале количине електричне енергије.

Ова трансформација одвија се на електроди обложеној наночестицама злата и платине, уграђеним у графитни филц.

Кључно је то што се реакција одвија само када уређај добије довољно електричне енергије, па се процес уклањања глукозе може укључивати и искључивати контролисањем количине енергије која се доводи до имплантата.

Уређај ради бежично, а напаја се и контролише помоћу обичног паметног телефона. Телефон емитује радио-фреквенцијску енергију ниског интензитета, коју електронске компоненте имплантата затим претварају у стабилну једносмерну електричну струју како би активирале реакцију.

У комбинацији са монитором глукозе, уређај открива повишен ниво шећера у крви, а затим шаље повратну информацију паметном телефону, који прилагођава количину енергије која се преноси имплантату.

„У принципу, то омогућава уређају да уклања више глукозе када је ниво шећера у крви повишен, а да смањи своју активност када се глукоза врати у жељени опсег“, рекао је Фусенегер.

„Циљ је стварање аутономног система који се непрекидно прилагођава метаболичким потребама пацијента“, објаснио је он.

Циљ постизање довољног обима хемијске реакције

Истраживачки тим тестирао је овај саморегулишући медицински уређај на мишевима који су имали и дијабетес и гојазност.

Током шест недеља, мишеви којима је уграђен имплантат имали су знатно стабилнији ниво шећера у крви у поређењу са мишевима који нису били подвргнути лечењу. Такође су у просеку изгубили 10 одсто телесне тежине.

Пошто се ниво глукозе код мишева непрекидно одржавао у границама нормале, метаболички процеси у организму преусмерили су се ка сагоревању масти, док је регулација укључивања и искључивања реакције уклањања глукозе спречавала да ниво шећера падне испод безбедних граница.

Фусенегер сматра да је реч о узбудљивој потврди да овај концепт може да функционише.

Међутим, „један од важних изазова јесте доказати да уређај може да претвори довољне количине глукозе у људском организму, уз истовремено очување дугорочне безбедности и каталитичке ефикасности“, рекао је он.

Другим речима, истраживачи тек треба да покажу да хемијска реакција функционише и у знатно већем обиму, неопходном за лечење људи.

Неопходно истраживање на људима

У одвојеном експерименту, тим је поставио уређај у велику лабораторијску посуду напуњену раствором шећера, како би проверио да ли може да обрађује веће количине глукозе.

Количина раствора, око пет литара, била је приближна укупној запремини крви у људском организму.

Уређај је и у овом већем систему успешно контролисао ниво шећера.

Ипак, Фусенегер је нагласио да овај експеримент не може да замени истраживања на већим животињама и људима. Управо су такве студије следећи приоритет истраживачког тима.

Посебно је важно, како је истакао, да „наш уређај није намењен да замени здраву исхрану, физичку активност или превентивну медицину“ у лечењу дијабетеса и гојазности.

„Гојазност и дијабетес типа 2 сложена су стања која подразумевају много више од повишеног нивоа глукозе“, додао је он.

„Посматрамо га као потенцијално моћан додатак постојећим терапијским могућностима, који би једног дана могао да се комбинује са већ утврђеним начинима лечења и променама животних навика“, закључио је Фусенегер.