Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Sztuczna trzustka – przełom w terapii cukrzycy
Sztuczna trzustka – przełom w terapii cukrzycy
Wraz z odkryciem i początkiem stosowania insuliny cukrzyca przestała być chorobą śmiertelną. Standardowa terapia wciąż jednak nie zapobiega groźnym powikłaniom i jest uciążliwa dla pacjentów. 27 września 2013 Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała pierwsze pozwolenie na dopuszczenie do obrotu dla pompy insulinowej z blokadą hipoglikemiczną. Jest to przełomowy krok na drodze do stworzenia całkowicie autonomicznego systemu kontroli glikemii. Czy koncepcja „sztucznej trzustki” wreszcie stanie się rzeczywistością?

Choroba

Cukrzyca typu 1 (diabetes mellitus typi 1) jest chorobą o podłożu autoimmunologicznym. Układ odpornościowy człowieka potrafi rozpoznawać i neutralizować komórki mu obce. O ile w przypadku infekcji jest to zjawisko pozytywne, o tyle np.: w przypadku cukrzycy prowadzi do zagrażającej życiu choroby. Stopniowo komórki β trzustki (wydzielające min. Insulinę) ulegają zniszczeniu i bez tego ważnego hormonu organizm przestaje funkcjonować prawidłowo. Zaburzeniu ulega przede wszystkim gospodarka węglowodanowa. Nieleczona cukrzyca prawie zawsze kończy się śmiercią.

Insulinoterapia

Jednymi z najważniejszych wydarzeń medycyny XX wieku są odkrycie i następnie zastosowanie insuliny. W styczniu 1922 roku zespół naukowców w Toronto otrzymał preparat insuliny w postaci wystarczająco czystej, że można go było podać choremu. W diabetologii nastąpił przełom. Cukrzyca, której jedyną dotąd znaną terapią była „dieta głodowa”, stała się chorobą przewlekłą.

Samo odkrycie, wyizolowanie i zastosowanie insuliny nie okazało się jednak wystarczające. Medycyna stanęła przed nowymi wyzwaniami. Wraz z rozpoczęciem insulinoterapii liczba chorych, a wraz z nimi zapotrzebowanie na insulinę, zaczęło szybko wzrastać. Wysiłki naukowców skupiły się na uzyskaniu wydajnych metod oczyszczania i produkcji preparatów o jak najlepszym profilu działania.
Dzięki osiągnięciom inżynierii genetycznej i biotechnologii ostatnich kilkunastu lat, nowoczesne insuliny stały się powszechnie dostępne i bezpieczne w stosowaniu.

Powikłania

U zdrowego człowieka stan normoglikemi (odpowiedniego poziomu cukru we krwi) utrzymywany jest automatycznie przez układ wydzielniczy trzustki. Standardowa terapia przy użyciu „penów” (podskórnej iniekcji insuliny) nie pozwala na tak dokładną kontrolę stężenia glukozy we krwi. W efekcie, nawet dobrze prowadzona insulinoterapia nie eliminuje ryzyka rozwinięcia groźnych powikłań takich jak mikro- i makroangiopatie (choroby naczyń), zmian skórnych czy chorób układu kostno-stawowego. Dodatkowo, sama forma terapii jest dla pacjentów uciążliwa i szczególnie dla osób starszych trudna w stosowaniu.

Osobista Pompa Insulinowa

Kolejnym krokiem milowym stało się opracowanie mechanizmu podającego insulinę w sposób ciągły (CSII – continous subcutaneus insulin infusion), a nie okresowo, jak w przypadku iniekcji. Takim systemem terapeutycznym jest OPI - Osobista Pompa Insulinowa. Urządzenie w znacznym stopniu poprawiło jakość życia pacjentów, jednak nie zwolniło ich z obowiązku monitorowania stężenia glukozy we krwi przy pomocy standardowych glukometrów. Dopiero System Ciągłego Monitorowania Glikemi (CGM- Continious Glucose Monitoring) pozwolił na znaczne ograniczenie nieprzyjemnych pomiarów i obserwację glikemii w trybie ciągłym. Naturalną koleją rzeczy było połączenie obu urządzeń: pompy insulinowej i rejestratora poziomu glukozy.

O krok od „zamkniętej pętli”

Termin „zamknięta pętla” (ang. closed loop) oznacza system regulujący glikemię przy minimalnym zaangażowaniu pacjenta. Urządzenie dopuszczone właśnie do obrotu w Stanach Zjednoczonych ( w Europie dostępne od 2009 roku) nie jest jeszcze prawdziwą sztuczną trzustką i nie spełnia wszystkich założeń zamkniętej pętli. Jest to jednak przełomowy krok w kierunku opracowania systemu automatycznie utrzymującego stężenie glukozy we krwi na poziomie fizjologicznym.

Największą innowacją nowego systemu jest funkcja „hipoblokady”. Urządzenie monitorując w trybie ciągłym glikemię jest w stanie zasygnalizować niebezpiecznie niski poziom cukru i gdy pacjent nie podejmie żadnych działań, wstrzymać podawanie insuliny. Rozwiązanie tego typu znacznie zwiększyło bezpieczeństwo stosowania pompy np. podczas snu, gdy chory nie jest w stanie rozpoznać i zareagować na zagrażającą życiu hipoglikemię.

Prognozy na przyszłość

Tradycyjna insulinoterapia, mimo iż znacząco przedłużyła długość życia chorych, nie jest pozbawiona swoich wad. Przez wiele lat olbrzymie nadzieje pokładano w transplantacji trzustki czy samych wysp Langerhansa. Niestety ta metoda terapii napotkała wiele komplikacji min. konieczność immunosupresji po przeszczepie. Alternatywna technologia, jaką jest sztuczna trzustka z zamkniętą pętlą nie stwarza tego typu problemów i w świetle najnowszych osiągnięć jej realizacja wydaje się niedaleką przyszłością. Dodatkowo, aby w pełni odwzorować funkcje zdrowej trzustki rozważane jest podawanie w jednym systemie terapeutycznym również innych hormonów trzustki: glukagonu i amyliny. Takie rozwiązanie pozwoliłoby ograniczyć zapotrzebowanie na insulinę i ułatwić utrzymywanie glikemii na poziomie fizjologicznym.

Wszystkie te starania mają na celu poprawę jakości życia pacjentów diabetologicznych. Ostatnim wyzwaniem, jakie stanie przed naukowcami, przemysłem i systemami ochrony zdrowia na świecie będzie zapewnienie chorym równomiernego dostępu do leczenia. Nie pozostaje wiec nic innego, jak z nadzieją patrzeć w przyszłość.

 

red. Anna Antonina Kłudkiewicz

Źródła

1. Sieradzki J.; Cukrzyca; Wyd. Via Medica, Gdańsk 2006

2. Czupryniak L.; Nowe trendy w diabetologii 2012/2013; Termedia Wydawnictwo Medyczne, Poznań 2012

3. Brenton M.; Fully Integrated Artificial Pancreas in Type 1 Diabetes. Modular Closed-Loop Glucose Control Maintains Near Normoglycemia

4. Cobelli C., Renard E., Kovatchev A.; Artificial Pancreas: Past, Present, Future
5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3425406/pdf/2230.pdf
6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3198099/pdf/2672.pdf

7. http://www.medtronic.com/

8. http://multimediacapsule.thomsonone.com/medtronic/medtronic-gains-approval-of-first-artificial-pancreas-device-system-with-threshold-suspend-automation-

KOMENTARZE
Newsletter