Pametne inzulinske naljepnice postaju još pametnije

(Foto: Istraživački tim iz Sjeverne Karoline)

U laboratoriju na Odjelu biomedicinskog inženjerstva na Državnom sveučilištu Sjeverna Karolina (UNC/NC) Chapel Hill doc.dr.sc. Zhen Gu i njegov istraživači tim razvijaju pametnu inzulinsku naljepnicu koja bi trebala olakšati život svim oboljelim od šećerne bolesti

Iako je presađivanje beta stanica kod oboljelih od dijabetesa svojevremeno bilo obećavajuće, takav se pristup rješavanju problema pokazao prilično problematičnim. Beta stanice žive u gušterači koja kod zdravih ljudi luči inzulin za regulaciju razine šećera u krvi. Kod oboljelih od dijabetesa taj je rad poremećen.

Još su prošle godine znanstvenici predstavili pametne naljepnice za dijabetičare, koje umjesto injekcija ispuštaju potrebnu količinu inzulina u krv. Nastavno na prethodni istraživači rad vezan uz inzulinske naljepnice, znanstvenici su otkrili kako isporučivati inzulin iz gušterače, iz beta stanica u krvotok bez popratnih komplikacija koje su se ranije pojavljivale.

Već desetljećima znanstvenici rade na istraživanju mogućnosti transplantacije beta stanica kako bi olakšali oboljelima od dijabetesa da dobivaju potrebnu količinu inzulina bez korištenja inzulinskih injekcija. Provedeno je na stotine postupaka, ali tek manji dio njih bi uspješno završio. Problem je što oboljeli od šećerne bolesti imaju slabiji imunološki sustav i organizam im odbija strane stanice. Lijekovi u određenoj mjeri mogu u tome pomoći, ali istovremeno smanjuju učinkovitost svježe presađenih stanica.

Tako da su znanstvenici sa Državnog sveučilišta Sjeverna Karolina (UNC/NC) Chapel Hill (u Sjevernoj Karolini) počeli raditi na uređaju koji bi sačuvao beta stanice od utjecaja oslabljenog imunološkog sustava, i omogućio im da olakšano transportiraju inzulin u krvotok. Na uređaju se počelo raditi još prošle godine paralelno dok se radilo na poboljšavanju inzulinskih naljepnica za dijabetičare. Pametne inzulinske naljepnice oponašaju rad beta stanica u ljudskom tijelu, otpuštajući sitne mjehuriće inzulina u krvotok kada je riječ o 100 i više internacionalnih jedinica koje se inače doziraju pomoću inzulinske injekcije.

Dakle, umjesto punjenja inzulinskih injekcija i ubrizgavanja inzulina u tijelo pomoću njih, znanstvenici rade sa živim beta stanicama, tisućama takvih stanica. Te stanice su zaštićene u sitnim kapsulama načinjenim od biokompatibilnog alginata. Inzulinske naljepnice izrađene su od materijala koji se uobičajeno koristi u području dijagnostike i kozmetike. Pri korišenju inzulinskih injekcija može doći od pucanja i oštećivanja sitnih kapilara, a naljepnice otvaraju direktan kanal za prolaz inzulina.

Pojačala glukoznih signala

Ipak, znanstvenici su tek na pola puta u razvijanju i poboljšavanju pametne inzulinske naljepnice. Bitno je napomenuti da su znanstvenici kreirali nešto što se zove pojačala glukoznih signala. Riječ je o sintetskim mikro mjehurićima napunjenima tekućinom koja zbog određenog kemijskog sastava prepoznaje i detektira razinu šećera u krvi, sniženu ili povišenu, i oslobađa inzulin u onoj mjeri u kojoj je to potrebno.

“Naše istraživanje daje potencijalno rješenje za ozbiljan problem odbacivanja implantiranih beta stanica, a koje je već dugo uočavano kod staničnih transplantacija gušterače kod oboljelih od šećerne bolesti.“, kazao je Zhen Gu, doc. dr.sc., predvodnik istraživačkog tima na Odjelu biomedicinskog inženjerstva na Državnom sveučilištu Sjeverna Karolina (UNC/NC) Chapel Hill. Prema objašnjenju docenta Zehn Gu-a, najnovije istraživanje pokazuje da je moguće izgraditi most između fizioloških signala u tijelu i izvantjelesnih terapijskih stanica, a sve sa ciljem kvalitetnog održavanja i kontroliranja glukoze u krvi.

Istraživački tim iz Sjeverne Karoline testirao je pametnu inzulinsku naljepnicu na laboratorijskim životinjama. Riječ je o naljepnicama za dijabetičare koju boluju od dijabetesa tipa 1. Došli su do otkrića da su miševi s povišenom razinom šećera u krvi, a kojima su aplicirali naljepnicu, u roku od 10 sati imali znatno smanjenu glukozu u krvi. Na drugoj grupi miševa su testirali da li naljepnica može previše sniziti šećer i dovesti do stanja poznatog kao hipoligemija. Nije bilo nepoželjnih oscilacija. Tako su otkrili da nije bilo vidljivog prekomjernog unosa inzulina u tijelu laboratorijskih životinja te da vijek terapijskog djelovanja s naljepnicama može potrajati do 20 sati na dan.

Pametne inzulinske naljepnice bi trebale nadopuniti postojeće terapijske metode u liječenju šećerne bolesti i olakšati život svim oboljelima od te bolesti. Prije nego što naljepnice uđu u široku upotrebu, proći će cijeli niz pretkliničih ispitivanja.

„Oboljeli od šećerne bolesti žive s tom bolešću 24 sata na dan, sedam dana u tjednu. To nije lako. Moraju strogo paziti na prehranu i disciplinirno provoditi terapiju. Ovaj novi pristup u lječenju dijabetesa je obećavajući i uvelike bi trebao olakšati liječenje šećerne bolesti.“, kazao je John Buse, profesor na na Državnom sveučilištu Sjeverna Karolina (UNC/NC) Chapel Hill.

Rezultati istraživanja istraživačkog tima iz sjeverne Karoline su objavljeni u časopisu Advanced Materials (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201506025/full).

(M. F.)