Британські вчені розробили "розумний" інсуліновий насос для хворих на цукровий діабет.
Коли Пантеліс Георгіу і його колеги - біомедичні інженери з Імперського коледжу в Лондоні - хотіли допомогти хворим на цукровий діабет, вони почали із причини захворювання. "Ми запитували себе: як зробити так, щоб підшлункова залоза продовжувала контролювати рівень глюкози в крові?" - згадує пан Георгіу.
Відповідь відома досить добре. Цей орган спирається насамперед на дві популяції клітин: бета-клітини, що виробляють інсулін у тому випадку, якщо рівень глюкози в крові високий, і альфа-клітини, які звільняють гормон глюкагон при низькому рівні глюкози.
"Ми змоделювали їх у вигляді мікрочипа", - говорить учений. Прилад імітує унікальні електричні характеристики альфа- і бета-клітин. Подібний біоміметичний підхід абсолютно суперечить домінуючому сьогодні методу - доставці одного тільки інсуліну за допомогою відносно простої системи.
У невеликому клінічному випробуванні, що стартує на початку нового року, візьмуть участь десять пацієнтів.
У людей із цукровим діабетом першого типу імунна система атакує і вбиває інсулін-секретуючі бета-клітини, що призводить до збільшення в крові глюкози. Згодом глюкагон-виділяючі альфа-клітини теж відмовляються працювати. Таким чином, у хворих час від часу різко знижується вміст цукру в крові, чому мали запобігати альфа-клітини. Цей момент серйозно впливає на якість життя пацієнтів, а в довгостроковій перспективі призводить до ураження серця, нирок і очей. Для того, щоб мінімізувати подібні ускладнення, пристрій Імперського коледжу моделює електрофізіологію обох типів клітин.
Мабуть, це перша спроба з великою точністю імітувати роботу підшлункової залози.
Пристрій складається з електрохімічного підшкірного датчика глюкози, мікрочипа й двох насосів, по одному на кожен гормон. Кожні п'ять хвилин датчик визначає рівень глюкози. Якщо він високий, кремнієві бета-клітини генерують сигнал, що пускає в хід двигун, який штовхає шприц із інсуліном доти, поки датчик не буде вдоволений і бета-клітини не замовкнуть. Точно так само відбувається ін'єкція глюкагону.
Треба було врахувати, що дві клітинні популяції поводяться зовсім по-різному. Альфа-клітина реагує на різкі перепади напруги. Коли концентрація глюкози опускається нижче певного порогу, електричний потенціал на мембрані клітини швидко піднімається й падає, випускаючи дискретну кількість глюкагону. Печінка виявляє глюкагон і у відповідь відчиняє свій склад глюкози. Чим сильніше падає рівень глюкози, тим швидші перепади й тем більше виділяється глюкагонк. Бета-клітини, навпаки, прагнуть реагувати на сплески напруги, що перемежовуються періодами низьковольтного "мовчання".
Подібна подвійна конструкція у квітні була представлена американськими дослідниками з Бостонского університету, Массачусетської клінічної лікарні й Гарвардської медичної школи. Однак цей пристрій заснований на випереджувальному контролі, а не копіює поведінку реальних клітин.
Нагадаємо, що Росія стала першою країною, яка дозволила пересаджувати людям клітини свиней.
Хто ми такі: Про нас та Контакти. Як ми пишемо новини та наші принципи: Редакційний кодекс. Ми старались, якщо вам сподобалось – задонатьте.
Якщо Ви помітили орфографічну помилку, напишіть нам.