Устройство позволява контрол над диабет тип 1 без инжектиране на инсулин

Изследователи от Масачузетския технологичен институт, САЩ, създават устройство, което съдържа стотици хиляди островни клетки, произвеждащи инсулин, но и собствена миниатюрна фабрика за кислород, която ги поддържа живи. По този начин може да се избегне всекидневното инжектиране на инсулин от хора с диабет 1.

Устройството

Създаденото от учените устройство има предимството, че е в състояние не само да съдържа клетки, които произвеждат инсулин, но и да ги съхрани живи дълго време. Както поясняват специалистите имплантирането на панкреатични островни клетки, произвеждащи инсулин, е в състояние да спаси хората от постоянното поставяне на инжекции, но проблемът е, че след като бъдат присадени тези клетки постепенно остават без кислород и спират да произвеждат инсулин.

>>>120 геномни области влияят пряко върху развитието на диабет

Точно с този проблем очевидно успява да се справи екипът от Масачузетския технологичен институт. Устройството, създадено от тях, може да генерира кислород за неопределено време. Прави го чрез разделяне на водата.

Инженерите постигат това като поставят вътре в импланта протонообменна мембрана. Задачата й е да раздели водните пари, които присъстват обилно в тялото, на водород и кислород. От своя страна кислородът влиза в камерата, която захранва островните клетки през тънка и пропусклива мембрана.

Успяват да направят така, че устройството да работи без батерии и кабели. За да се раздели водната пара е нужно съвсем малко напрежение – около два волта. То става възможно чрез резонансно индуктивното свързване.

Безжичният трансфер на енергия е възможен чрез персонализирана магнитна намотка, която е разположена от външната страна на тялото и предава енергия към малка и гъвкава антена във вътрешността му. За да се случи всичко това, трябва да има външна спирала. Екипът смята, че тя може да бъде поставена като пластир върху кожата на човека.

>>>FDA одобри първата клетъчна терапия за пациенти с диабет тип 1

Проф. Даниел Андерсън от Катедрата по химическо инженерство в Масачузетския технологичен институт, който е водещият автор на изследването, споделя: „Може да мислите за създаденото от нас като за живо медицинско устройство, направено от човешки клетки, които отделят инсулин, заедно с електронна система за поддържане на живота. Оптимисти сме, че тази технология ще помогне наистина на пациентите.“

Проф. Андерсън подчертава, че в момента екипът е фокусиран върху лечението на диабет, но устройството може да бъде адаптирано за лечение и на други заболявания, които изискват многократно доставяне на терапевтични протеини.

Тестовете

За да тестват устройството, изследователите го имплантират под кожата на мишки с диабет. Разделени са на две групи. Едната получава устройство с мембрана, която генерира кислород, а другата устройство, съдържащо само островни клетки.

Наблюденията показват, че мишките, на които са имплантирани устройства, поддържащи кислород, поддържат нормални нива на кръвната захар, които са същите като при здрави животни. В същото време нивата на кръвната захар при другата група опитни гризачи се повишават в рамките на две седмици.

Екипът установява още, че въпреки фиброзните процеси около имплантите, характерни при поставянето на всякакъв вид медицинско устройство в тялото, в този случай и въпреки тях устройството продължава да работи и контролира кръвната захар.

И още изводи от изследването

Използваният подход на действие може да бъде използван и за доставянето на клетки, които произвеждат други видове протеини, които трябва да бъдат приемани за дълго време, смятат учените.

Те успяват да покажат, че устройството им е в състояние да поддържа живи клетки, които произвеждат еритропоетин, естествен хормон, който регулира образуването на червени кръвни телца.

„Вярваме, че ще бъде възможно създаването на живи медицински устройство, които да са в човешкото тяло и да произвеждат лекарства. Има различни заболявания, при които болните трябва да приемат протеини отвън при това много често. Затова ако може да заменим нуждата от вливания с имплант, който действа дълго време, мисля, че това ще помогне на много хора“, споделя още проф. Андерсън.

>>>До 2050 г. случаите на диабет в света ще надхвърлят един милиард

Следващата задача на екипа е да адаптира устройството така, че да се тества първо върху по-големи животни, а след това и върху хора с диабет тип 1. Идеята е размерът му да бъде колкото дъвка.