Eksperimentalni medicinski implantat koji uklanja višak šećera iz krvi pokazao je obećavajuće rezultate u liječenju dijabetesa i gojaznosti tokom ispitivanja na laboratorijskim miševima.
U kombinaciji sa uređajem za kontinuirano praćenje glukoze, koji u realnom vremenu meri nivo šećera u krvi, ovaj minijaturni uređaj osmišljen je tako da reguliše nivo šećera u skladu sa potrebama pacijenta. To postiže pomoću hemijske reakcije koju pokreće električna energija. U eksperimentima na miševima sprečio je nagle skokove nivoa insulina i podstakao gubitak masnog tkiva.
Implantat, opisan u naučnom časopisu Science , mogao bi da ponudi potpuno nov način liječenja dijabetesa i gojaznosti, izjavio je za Lajv sajens putem elektronske pošte jedan od autora studije, Martin Fuseneger, profesor biotehnologije i bioinženjeringa na Švajcarskom federalnom institutu za tehnologiju u Cirihu.
Njegov tim sada radi na pripremama za ispitivanje uređaja na drugim laboratorijskim životinjama, a na kraju i na ljudima.
U svijetu približno 790 miliona ljudi ima dijabetes tipa 2, dok više od milijardu ljudi pati od gojaznosti.
Osobe sa gojaznošću često imaju insulinsku rezistenciju, stanje u kojem ćelije ne reaguju adekvatno na insulin i ne mogu da preuzmu iz krvi šećer koji im je potreban.
U početku organizam proizvodi više insulina kako bi nadoknadio taj nedostatak, ali vremenom više ne može da održava takav tempo, čime se stvaraju uslovi za razvoj predijabetesa i dijabetesa tipa 2. Oko 90 odsto ljudi sa dijabetesom tipa 2 istovremeno ima gojaznost ili prekomernu telesnu težinu.
Istovremeno, hemijske reakcije u jetri pretvaraju višak glukoze iz krvi u masne rezerve, što doprinosi daljem povećanju telesne težine.
Postojeći načini liječenja ovih stanja usmjereni su ili na promjene životnih navika, poput ishrane i fizičke aktivnosti, ili na dugotrajnu primenu lijekova, kao što su metformin, koji snižava nivo šećera u krvi, i lijekovi iz grupe GLP-1, koji smanjuju apetit i tako podstiču gubitak telesne težine.
Međutim, Fuseneger i njegove kolege zapitali su se da li bi mogli direktno da djeluju na glukozu.
Osmislili su reaktor dugačak oko 2,5 centimetara, koji pretvara glukozu u bezopasan nusproizvod, nazvan glukonat, pomoću kontrolisane hemijske reakcije koju pokreću veoma male količine električne energije.
Ova transformacija odvija se na elektrodi obloženoj nanočesticama zlata i platine, ugrađenim u grafitni filc.
Ključno je to što se reakcija odvija samo kada uređaj dobije dovoljno električne energije, pa se proces uklanjanja glukoze može uključivati i isključivati kontrolisanjem količine energije koja se dovodi do implantata.
Uređaj radi bežično, a napaja se i kontroliše pomoću običnog pametnog telefona. Telefon emituje radio-frekvencijsku energiju niskog intenziteta, koju elektronske komponente implantata zatim pretvaraju u stabilnu jednosmernu električnu struju kako bi aktivirale reakciju.
U kombinaciji sa monitorom glukoze, uređaj otkriva povišen nivo šećera u krvi, a zatim šalje povratnu informaciju pametnom telefonu, koji prilagođava količinu energije koja se prenosi implantatu.
„U principu, to omogućava uređaju da uklanja više glukoze kada je nivo šećera u krvi povišen, a da smanji svoju aktivnost kada se glukoza vrati u željeni opseg“, rekao je Fuseneger.
„Cilj je stvaranje autonomnog sistema koji se neprekidno prilagođava metaboličkim potrebama pacijenta“, objasnio je on.
Istraživački tim testirao je ovaj samoregulišući medicinski uređaj na miševima koji su imali i dijabetes i gojaznost.
Tokom šest nedjelja, miševi kojima je ugrađen implantat imali su znatno stabilniji nivo šećera u krvi u poređenju sa miševima koji nisu bili podvrgnuti liječenju. Takođe su u prosjeku izgubili 10 odsto telesne težine.
Pošto se nivo glukoze kod miševa neprekidno održavao u granicama normale, metabolički procesi u organizmu preusmerili su se ka sagorijevanju masti, dok je regulacija uključivanja i isključivanja reakcije uklanjanja glukoze sprečavala da nivo šećera padne ispod bezbjednih granica.
Fuseneger smatra da je riječ o uzbudljivoj potvrdi da ovaj koncept može da funkcioniše.
Međutim, „jedan od važnih izazova jeste dokazati da uređaj može da pretvori dovoljne količine glukoze u ljudskom organizmu, uz istovremeno očuvanje dugoročne bezbednosti i katalitičke efikasnosti“, rekao je on.
Drugim riječima, istraživači tek treba da pokažu da hemijska reakcija funkcioniše i u znatno većem obimu, neophodnom za liječenje ljudi.
U odvojenom eksperimentu, tim je postavio uređaj u veliku laboratorijsku posudu napunjenu rastvorom šećera, kako bi provjerio da li može da obrađuje veće količine glukoze.
Količina rastvora, oko pet litara, bila je približna ukupnoj zapremini krvi u ljudskom organizmu.
Uređaj je i u ovom većem sistemu uspješno kontrolisao nivo šećera.
Ipak, Fuseneger je naglasio da ovaj eksperiment ne može da zameni istraživanja na većim životinjama i ljudima. Upravo su takve studije sljedeći prioritet istraživačkog tima.
Posebno je važno, kako je istakao, da „naš uređaj nije namenjen da zameni zdravu ishranu, fizičku aktivnost ili preventivnu medicinu“ u liječenju dijabetesa i gojaznosti.
„Gojaznost i dijabetes tipa 2 složena su stanja koja podrazumevaju mnogo više od povišenog nivoa glukoze“, dodao je on.
„Posmatramo ga kao potencijalno moćan dodatak postojećim terapijskim mogućnostima, koji bi jednog dana mogao da se kombinuje sa već utvrđenim načinima lečenja i promenama životnih navika“, zaključio je Fuseneger.
Izvor: rts
