Osoby z cukrzycą typu 1 nie wytwarzają własnej insuliny, która normalnie obniża poziom cukru do właściwych wartości i muszą codziennie przyjmować ją w postaci zastrzyków lub dzięki pompie insulinowej. Stałym zagrożeniem jest w ich przypadku zbyt niski poziom cukru we krwi (hipoglikemia), spowodowany na przykład przedawkowaniem insuliny, jej szybszym niż zwykle wchłonięciem, zbyt intensywnym wysiłkiem, opuszczeniem lub opóźnieniem posiłku, jego zbyt niską kalorycznością, czy też spożyciem alkoholu. Hipoglikemia może prowadzić do splątania i drgawek, a nieleczona może być śmiertelna. Przy niewielkiej hipoglikemii zwykle wystarczy zjeść lub wypić coś słodkiego – cukierek, batonik, słodzony napój.

Gdy poziom glukozy we krwi staje się ekstremalnie niski, powstaje sytuacja zagrażająca życiu, w której standardowym leczeniem jest wstrzyknięcie glukagonu, hormonu który pobudza wątrobę do uwalniania glukozy do krwiobiegu i w ten sposób podnosi poziom cukru we krwi. Niektórzy pacjenci noszą przy sobie strzykawki z glukagonem, jednak nie zawsze łatwo jest, zwłaszcza dzieciom, rozpoznać, kiedy zaczyna się hipoglikemia

Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) opracowali implant, który może pomóc w sytuacjach awaryjnych – kiedy pacjent nie zdaje sobie sprawy, że poziom cukru we krwi spadł do niebezpiecznego poziomu.

Umieszczony pod skórą zbiorniczek z glukagonem może uwalniać ten hormon, gdy poziom cukru we krwi niebezpiecznie się obniży – na przykład w przypadkach hipoglikemii występującej podczas snu lub u dzieci chorych na cukrzycę, które nie są w stanie samodzielnie podawać sobie zastrzyków.

- Naszym celem było zbudowanie urządzenia, które zawsze będzie gotowe do ochrony pacjentów przed niskim poziomem cukru we krwi. Uważamy, że może to również pomóc złagodzić lęk przed hipoglikemią, na który cierpi wielu pacjentów i ich rodzice - wskazał profesor Daniel Anderson z MIT.

Implant ma wielkość mniej więcej ćwierćdolarówki, zawiera mały zbiornik na lek wykonany z polimeru wydrukowanego w technologii 3D. Zbiornik jest uszczelniony specjalnym materiałem. znanym jako stop z pamięcią kształtu, który po podgrzaniu może przyjąć z góry „zaprogramowany” kształt. W tym przypadku badacze wykorzystali stop niklowo-tytanowy, który po podgrzaniu do 40 stopni Celsjusza zwija się z płaskiej płytki w kształt litery U.

Podobnie jak wiele innych leków białkowych lub peptydowych, glukagon ulega szybkiemu rozkładowi, dlatego jego płynna postać nie może być długotrwale przechowywana w organizmie. Zamiast tego zespół MIT stworzył sproszkowaną wersję leku, która pozostaje stabilna znacznie dłużej i pozostaje w zbiorniku aż do momentu uwolnienia.

Każdy implant może pomieścić jedną lub cztery dawki glukagonu, zawiera również antenę dostrojoną do określonej częstotliwości fal radiowych. Pozwala to na zdalne uruchomienie przez urządzenie monitorujące poziom cukru we krwi – pod wpływem niewielkiego prądu elektrycznego stop z pamięcią kształtu zostaje podgrzany. Gdy temperatura osiągnie próg 40 stopni, płytka wygina się w kształt litery U, uwalniając zawartość zbiornika.

Po wszczepieniu urządzenia myszom chorym na cukrzycę, naukowcy wykorzystali je do wywołania uwalniania glukagonu, gdy poziom cukru we krwi zwierząt spadał. W ciągu niecałych 10 minut od aktywacji uwalniania leku poziom cukru we krwi zaczął się stabilizować, co pozwoliło zwierzętom utrzymać się w normie i zapobiec hipoglikemii.

Zazwyczaj po wszczepieniu urządzenia medycznego do organizmu rozwija się wokół niego tkanka bliznowata. Jednak w niniejszym badaniu nawet po uformowaniu się tkanki włóknistej wokół implantu można było skutecznie wywołać uwalnianie leku.

Naukowcy wykazali, że podobny implant może również być używany do podawania dawek adrenaliny, leku stosowanego w leczeniu zawałów serca, który może również zapobiegać ciężkim reakcjom alergicznym, w tym wstrząsowi anafilaktycznemu. Tak czy inaczej urzadzeniei trzeba by wymieniać co jakiś czas - trwające badania mają ustalić, jak często byłoby to konieczne.

Testy nowego implantu w badaniach klinicznych mogłyby się rozpocząć w ciągu najbliższych trzech lat.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/