Наногелем для лікування цукрового діабету першого типу

Відео: лікувати діабет потрібно і просто 1 типу

Нова система доставки інсуліну у вигляді ін`єкційного гелю з наночастинками може одного дня стати основним засобом для лікування інсулінозалежного цукрового діабету, дозволивши пацієнтам відмовитися від ін`єкцій інсуліну, і навіть від постійного моніторингу.

Розроблені Массачусетським технологічним інститутом наночастинки, опинившись в організмі, можуть реагувати на концентрацію глюкози і автоматично секретировать необхідну кількість інсуліну, щоб підтримати фізіологічний рівень глюкози.

Деніел Андерсон, доцент, експерт в області хімічного інжинірингу, очолює лабораторію, в якій був створений унікальний наногелем. У своїй заяві для преси Андерсон сказав: «Інсулін відмінно працює, але проблемою в клінічній практиці є розрахунок правильної дози цього гормону. З новою системою модифікованого вивільнення кількість інсуліну буде відповідати реальним потребам організму хворого ».

Андерсон, який також є членом Інституту інтеграційних досліджень раку імені Коха та Інституту медичних наук і інжинірингу, опублікував результати роботи над наногелем в онлайн-виданні ACS Nano.

Вчені сподіваються, що їх система або щось на її основі в один прекрасний день зможе значно поліпшити якість життя людей, які страждають важким порушенням обміну глюкози. В майбутньому діабетикам не доведеться щодня проколювати пальці для вимірювання рівня глюкози і робити собі ін`єкції, щоб знизити цукор.

Спроби створення штучної підшлункової залози

Найцікавіше те, що розроблений американцями наногелем може по суті виконувати функцію острівцевих клітин підшлункової залози, які підтримують рівень глюкози в нормі. У діабетиків ці клітини можуть бути зруйновані, чим і пояснюється хвороба.

Вже не перший раз західні вчені намагаються створити штучну підшлункову залозу, тобто систему, яка буде сама реагувати на зміни в рівні глюкози і коригувати їх. Термін «підшлункова залоза» тут, зрозуміло, умовний, оскільки мова поки йде тільки про ендокринної функції.

Деякі вже розроблені системи використовують інфузійний насос. Наприклад, на початку цього року дослідники з Монреаля повідомляли про успіх робіт над створенням штучної підшлункової залози, яка продукує два гормону і керованою за допомогою складного алгоритму розрахунку доз.

Інший підхід полягає у використанні гідрогелю, що дозволяють реагувати на рівень глюкози. Але Андерсон і його колеги відзначають, що через повільне відповіді і недостатньою механічною сили ці пристрої дозволяють інсуліну виділятися тоді, коли це зовсім не потрібно.

З новим наногелем команда массачусетських вчених здатна розробити надійну, просту і біосумісності систему, яка буде швидко і точно реагувати на зміну рівня глюкози.

Ін`єкційна наносеть реагує на глюкозу і виділяє інсулін

Нанотехнології все ще є досить новим полем знань, яке швидко розширюється і дає вченим унікальні можливості маніпулювати атомарної і молекулярною структурою матеріалів, надаючи їм небачені властивості.

Наногелем, який був створений командою Массачусетського технологічного інституту, являє собою «ін`єкційну полімерну мережу, руйнується під впливом кислот», яка на вигляд і на дотик нагадує зубну пасту. Вона складається з суміші часток з різним зарядом, які притягують один одного. Це зберігає цілісність маси і запобігає розтіканню гелю по тілу.

Щоб «навчити» наногелем реагувати на підвищену кислотність, Андерсон і його колеги використовували декстран, модифікований полісахарид. Кожна наночастинок в гелі утримує сфери декстрану, навантажені інсуліном і ензимом, який перетворює глюкозу в глюконовую кислоту.

Молекули глюкози можуть безперешкодно проникати і розподілятися всередині наногелем. Таким чином, коли рівень глюкози в крові високий, гель легко реагує на нього і викликає вивільнення ензиму, конвертує глюкозу в глюконовую кислоту. Це зменшує рН середовища, і відокремлюються молекули інсуліну.

Тести на мишах показали можливість тривалого контролю глюкози

По-перше, вчені протестували наногелем в спеціальних тестових трубках, змінюючи концентрацію глюкози і відзначаючи реакцію наногелем і вивільнення гормону.

Потім вони перейшли до досліджень на лабораторних тваринах. На живих мишах було доведено, що ін`єкційний наногелем підтримує рівень глюкози протягом 10 днів після введення. Дослідники пишуть: «Єдина ін`єкція наногелем призводить до стабілізації рівня глюкози в крові (нижче 200 мг / дл) на період до 10 діб».

Оскільки наногелем складається переважно з полісахаридів, він є біосумісним і після використання поступово руйнується організмом.

Зараз вчені хочуть модифікувати гель таким чином, щоб він міг ще швидше відповідати на зміни рівня глюкози. В ідеалі вчені хочуть домогтися від наногелем такий же швидкості реакції, як у природних острівцевих клітин підшлункової.

Все ще належить провести чимало досліджень і доробок, після яких революційний засіб допустять до клінічних випробувань на людях. Наприклад, потрібно поліпшити спосіб доставки гелю, а також «налаштувати» його для використання в людському організмі.