Implant zamiast leków na cukrzycę? Obiecujące wyniki badań

Zespół ze szwajcarskiej ETH Zurich opracował urządzenie, które wykorzystuje energię elektryczną do przekształcania glukozy w glukonian. Ten jest następnie usuwany przez nerki wraz z moczem. Wyniki badań opisano w czasopiśmie "Science".

Pomysł polega na wyłączeniu części nadmiarowego cukru z procesów dostarczających organizmowi energii. Zamiast trafić do tkanek i zostać wykorzystana lub zmagazynowana, glukoza zostaje przekształcona w związek przeznaczony do wydalenia. Takie rozwiązanie mogłoby pomóc jednocześnie w kontroli glikemii i ograniczaniu odkładania tłuszczu.

– Przez dziesięciolecia leczyliśmy cukrzycę, wskazując organizmowi, jak ma gospodarować glukozą. Teraz pokazujemy, że możemy bezpośrednio kontrolować jej poziom za pomocą elektroniki, a nie leków. Co więcej, katalizator uruchamia się tylko wtedy, gdy poziom cukru jest zbyt wysoki – wyjaśnił prof. Martin Fussenegger, główny autor badania.

Sercem implantu jest katalizator zbudowany z grafitowej struktury pokrytej nanocząstkami złota i jeszcze mniejszymi cząstkami platyny. Pod wpływem prądu umożliwia on przemianę glukozy w glukonian. Układ sterujący zamknięto w obudowie wykonanej w drukarce 3D, a zasilanie odbywa się bezprzewodowo.

Pracą urządzenia zarządza system połączony z czujnikiem glukozy, podobnym do sensorów noszonych na ramieniu przez osoby z cukrzycą. Mierzy on stężenie cukru w płynie otaczającym komórki i przekazuje dane przez Bluetooth do smartfona lub smartwatcha.

Kiedy po posiłku odczyt przekroczy ustalony próg, implant rozpoczyna działanie. Po osiągnięciu docelowej wartości wyłącza się automatycznie. Taki mechanizm ma ograniczać ryzyko niedocukrzenia.

Konstrukcja nie wymaga żywych komórek ani enzymów. Zdaniem twórców może to ułatwić produkcję i dalszy rozwój urządzenia, ponieważ odpadają trudności związane z trwałością składników biologicznych.

Najpierw badacze sprawdzili katalizator w pięciu litrach roztworu zawierającego glukozę. Objętość odpowiadała w przybliżeniu ilości krwi dorosłego człowieka. Eksperyment potwierdził, że urządzenie potrafi przekształcać cukier w takiej ilości płynu.

Następnie implant przetestowano u myszy z cukrzycą. Pozwalał precyzyjnie regulować glikemię, a zwierzęta traciły na wadze. Przez sześć tygodni działał niezawodnie i był dobrze tolerowany. Nie zaobserwowano uszkodzeń tkanek wywołanych prądem ani ciepłem.

To jednak wciąż badania przedkliniczne. Nie wiadomo jeszcze, czy podobne rezultaty uda się uzyskać u ludzi ani jak implant sprawdzi się podczas długotrwałego stosowania. Dopiero kolejne etapy pozwolą ocenić, czy technologia może stać się metodą leczenia cukrzycy typu 2.

Źródło: PAP