Mokslininkai sukūrė implantą, kuris mažina cukraus kiekį be vaistų – jau išbandytas su pelėmis

Sekite TechNaujienos Google

Šveicarijos mokslininkai pristatė neįprastą galimą 2 tipo diabeto gydymo būdą – elektroninį implantą, kuris elektriniu impulsu padeda chemiškai pašalinti gliukozės perteklių. Eksperimentuose su diabetu sergančiomis pelėmis įrenginys leido kontroliuoti cukraus kiekį kraujyje, o bandyti gyvūnai taip pat neteko svorio. Vis dėlto tai dar nėra žmonėms skirtas gydymas: klinikinių bandymų su pacientais nebuvo.

Apie naują metodą spalio 22 dieną pranešė Šveicarijos federalinė aukštoji technikos mokykla (ETH Ciurichas). Profesoriaus Martino Fusseneggerio vadovaujama komanda savo rezultatus paskelbė žurnale „Science“. Tyrėjai siekia ne vien stebėti cukraus koncentraciją, kaip tai daro įprasti jutikliai, bet tiesiogiai veikti gliukozės kiekį organizme.

2 tipo diabetu sergantiems žmonėms organizmo reakcija į insuliną dažnai būna sutrikusi. Esami vaistai ir gyvensenos keitimas padeda valdyti ligą, tačiau mokslininkai ieško ir kitokių mechanizmų. Naujuoju eksperimentu bandoma dalį perteklinės gliukozės paversti medžiaga, kuri nebedalyvautų įprastame energijos kaupimo procese. Tyrėjų teigimu, tai galėtų padėti spręsti ir su diabetu susijusio antsvorio problemą.

Kaip elektronika gali mažinti cukraus kiekį

Implanto pagrindas – specialus elektrokatalizatorius iš grafito pluošto, ant kurio yra aukso nanodarinių, padengtų itin smulkiomis platinos dalelėmis. Ši paviršiaus struktūra leidžia naudojant elektros energiją gliukozę paversti gliukonatu. ETH Ciuricho aiškinimu, susidaręs gliukonatas vėliau pašalinamas su šlapimu, todėl dalis gliukozės nebesunaudojama kaip energija ir nekaupiama audiniuose.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 10 minučių

„Discord“ vieši pokalbiai netrukus gali atsirasti „Google“ paieškoje – ką svarbu žinoti Lietuvos naudotojams

4 min. skaitymo • prieš 12 minučių

„Windows“ pašalino pavojingus skaitmeninius sertifikatus: kompromituoti raktai galėjo padėti apsimesti patikimomis svetainėmis

4 min. skaitymo • prieš 12 minučių

Latvija iki 2027 metų pratęsė autobusų kelionių į Rusiją ir Baltarusiją ribojimus – rengiamas dar griežtesnis draudimas

Visi naujausi straipsniai →

Sistema nenaudoja specialiai sukurtų gyvų ląstelių ar fermentų. Tai atskiria ją nuo dalies ankstesnių eksperimentinių biotechnologinių metodų. Katalizatorius sujungtas su elektroniniu valdikliu, patalpintu 3D spausdintame korpuse. Energiją įrenginys gauna belaidžiu ryšiu, naudojant 13,56 MHz dažnį.

Ne mažiau svarbus valdymo būdas. Įprastas ant žasto dėvimas gliukozės jutiklis galėtų matuoti koncentraciją, o išmanusis telefonas arba laikrodis perduotų komandą įjungti implantą. Kai gliukozės lygis pakyla, katalizatorius pradeda veikti; jam nukritus iki nustatyto lygio, sistema automatiškai išsijungia. Tokia grįžtamojo ryšio schema svarbi tam, kad cukraus koncentracija nebūtų sumažinta pernelyg smarkiai.

Tyrėjai pirmiausia įrenginį tikrino laboratorijoje su penkių litrų gliukozės turinčiu tirpalu. Tai maždaug atitinka suaugusio žmogaus kraujo tūrį, tačiau pats bandymas nebuvo atliktas su žmogaus krauju ar pacientu. Eksperimentas padėjo įvertinti, ar katalizatorius gali veikti didesniame skysčio tūryje.

Vėliau sistema išbandyta su diabetu sergančiomis pelėmis. Per šešias savaites tyrėjai stebėjo kontroliuojamą cukraus kiekio sumažėjimą, gyvūnų svorio pokyčius ir implanto veikimą. Jų pranešime teigiama, kad įrenginys buvo gerai toleruojamas, o eksperimente nenustatyta elektros ar šilumos sukeltų audinių pažeidimų. Tačiau trumpalaikis saugumas gyvūnams neįrodo ilgalaikio saugumo žmonėms.

Kas dar turi būti įrodyta prieš naudojant žmonėms

Didžiausias šios technologijos apribojimas kol kas yra tyrimų stadija. Net jei implantas veikia pelėms, žmogaus organizme svarbu įvertinti ilgalaikį medžiagų suderinamumą, implantavimo riziką, gliukozės kontrolės tikslumą ir tai, kaip sistema elgtųsi kasdien keičiantis mitybai, fiziniam aktyvumui ar kitoms sveikatos aplinkybėms.

Taip pat reikėtų patikrinti, ar nuolat susidarantis gliukonatas saugiai pašalinamas, kiek laiko katalizatorius išlaiko veiksmingumą ir kokios būtų belaidžio valdymo atsarginės saugos priemonės. Tyrėjai kol kas nepaskelbė, kada galėtų prasidėti klinikiniai bandymai, kiek kainuotų implanto gamyba ar ar tokia sistema būtų prieinama pacientams.

Fusseneggerio komandos pasiūlymas išsiskiria tuo, kad gydymo poveikį būtų galima reguliuoti elektroniniu būdu, nenaudojant vaisto dozės ar biologinių ląstelių sistemos. Tačiau potencialus patogumas neturi būti painiojamas su patvirtintu gydymo pranašumu. Dabartiniai diabeto gydymo būdai išlieka standartine medicinine praktika, o naujasis įrenginys – tik eksperimentinis kandidatas.

Technologija dera su platesne medicinos tendencija, kai dėvimi jutikliai ne tik renka informaciją, bet ir tampa sudėtingesnių automatizuoto gydymo sistemų dalimi. Apie sveikatą visą parą stebinčius išmaniuosius pleistrus jau rašėme anksčiau. Naujas ETH eksperimentas žengia kitą žingsnį – nuo matavimo prie tiesioginės cheminės reakcijos valdymo.

Šiuo atveju svarbus ir tikslus mokslinių rezultatų interpretavimas: laboratorijoje pavykęs cheminis virsmas neatsako į visus klausimus apie žmogaus organizmą. Tiriant būsimą medicinos prietaisą reikėtų lyginti ne tik vidutinį gliukozės sumažėjimą, bet ir staigius svyravimus, nepageidaujamus poveikius bei jo patikimumą, kai jutiklis ar ryšys trumpam neveikia. Neaišku ir tai, ar prietaisas galėtų ilgai veikti be pakartotinių procedūrų. Tokie klausimai gali nulemti, ar perspektyvus technologinis demonstravimas kada nors taps realia gydymo alternatyva.

Implantų plėtra apskritai rodo, kaip sparčiai artėja elektronikos ir medicinos sritys. Pavyzdžiui, kitų mokslininkų darbai jau leido smegenų signalus panaudoti žmogaus kalbai atkurti, nors tai visiškai kitokia technologija ir paskirtis. ETH atveju artimiausias etapas bus ne komercinė prekyba, o patikimų saugumo ir veiksmingumo duomenų kaupimas.