Ενέσιμα νανοδίκτυα ελέγχουν τα επίπεδα σακχάρου στους διαβητικούς

Eνα δίκτυο νανοσωματιδίων που μέσω ένεσης περνά στο αίμα και απελευθερώνει ινσουλίνη όταν τα επίπεδα του σακχάρου είναι υψηλά, μπορεί να διατηρήσει τις φυσιολογικές τιμές του σακχάρου για περισσότερο από μία εβδομάδα.

Πρόκειται για μια ελπιδοφόρα εξέλιξη για τη θεραπεία του διαβήτη, που προέκυψε μέσω πειραμάτων που έκαναν ερευνητές σε ζώα, σε εργαστηριακές δοκιμές. Η έρευνα έγινε από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και το Ινστιτούτο της Τεχνολογίας, καθώς και το Παιδικό Νοσοκομείο της Βοστώνης.

«Εχουμε δημιουργήσει ένα έξυπνο σύστημα που εγχέεται στο σώμα και ανταποκρίνεται στις αλλαγές του σακχάρου στο αίμα με την απελευθέρωση ινσουλίνης που μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα», λέει ο Δρ Ζεν Γκου, επικεφαλής συντάκτης της μελέτης και επίκουρος καθηγητής στο κοινό πρόγραμμα βιοϊατρικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας και στο Chapel Hill. «Εχουμε δοκιμάσει την τεχνολογία σε ποντίκια και μια ένεση ήταν αρκετή για να διατηρήσει τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα σε φυσιολογικό επίπεδο τουλάχιστον για 10 ημέρες».

Οταν ένας ασθενής έχει διαβήτη τύπου 1, το σώμα του δεν παράγει επαρκή ινσουλίνη, μια ορμόνη που μεταφέρει γλυκόζη ή σάκχαρο από την κυκλοφορία του αίματος στα κύτταρα του σώματος. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από επιπτώσεις στην υγεία. Επί του παρόντος οι ασθενείς με διαβήτη θα πρέπει να κάνουν συχνά εξετάσεις αίματος και να παρακολουθούν τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα τους και παράλληλα να κάνουν την ένεση ινσουλίνης που απαιτείται για να εξασφαλιστεί ότι τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους είναι κανονικά. Ωστόσο, αυτές οι ενέσεις είναι επώδυνες και μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η ακριβής δόση ινσουλίνης. Αν η ινσουλίνη είναι παραπάνω απ’ όσο πρέπει ή λιγότερη απ’ όσο πρέπει, δημιουργούνται κίνδυνοι για την υγεία.

Το νέο ενέσιμο νανοδίκτυο αποτελείται από ένα μίγμα που περιέχει νανοσωματίδια με ένα στερεό πυρήνα ινσουλίνης, τροποποιημένα ένζυμα δεξτράνης και οξειδάσης της γλυκόζης. Οταν τα ένζυμα εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα γλυκόζης, μετατρέπουν αποτελεσματικά τη γλυκόζη σε γλυκονικό οξύ, το οποίο διασπά την τροποποιημένη δεξτράνη και απελευθερώνει την ινσουλίνη. Η ινσουλίνη φέρνει στη συνέχεια τα επίπεδα της γλυκόζης υπό έλεγχο. Το γλυκονικό οξύ και η δεξτράνη είναι πλήρως βιοσυμβατά και διαλύονται στο σώμα.

Σε κάθε έναν από τους πυρήνες αυτών των νανοσωματιδίων δίνεται είτε ένα θετικά είτε ένα αρνητικά φορτισμένο βιοσυμβατό επίχρισμα. Τα θετικά φορτισμένα επιχρίσματα είναι κατασκευασμένα από χιτοζάνη (ένα υλικό που συνήθως βρίσκεται στο κέλυφος της γαρίδας), ενώ τα αρνητικά έχουν αλγινική επικάλυψη (ένα υλικό που συνήθως βρίσκεται στα φύκια).

Οταν το διάλυμα των νανοσωματιδίων αναμιγνύεται μαζί, οι θετικά και αρνητικά φορτισμένες επιστρώσεις έλκονται μεταξύ τους, για να σχηματίσουν ένα νανοδίκτυο. Μόλις εγχέεται στο υποδόριο στρώμα του δέρματος, το νανοδίκτυο κρατά τα νανοσωματίδια μαζί και αποτρέπει την διασπορά τους σε όλο το σώμα. Τόσο το νανοδίκτυο, όσο και οι επιστρώσεις είναι πορώδεις, επιτρέποντας στο αίμα και στο σάκχαρο του αίματος να φτάσουν στους πυρήνες των νανοσωματιδίων.

«Αυτή η τεχνολογία δημιουργεί ένα αποτελεσματικό σύστημα κλειστού βρόχου που μιμείται τη δράση του παγκρέατος σε ένα υγιές άτομο, απελευθερώνοντας ινσουλίνη ως “απάντηση” στις μεταβολές της στάθμης της γλυκόζης. Ετσι έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει την υγεία και την ποιότητα ζωής των ασθενών με σακχαρώδη διαβήτη», λέει ο Γκου.