Лекарство от диабета придумают в
Сахарный диабет – заболевание, приводящее к пожизненным инъекциям инсулина, инвалидности и фатальным осложнениям. Ученые из Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ) приступили к разработке принципиально нового метода лечения этого недуга.
Чтобы понять механизм технологии, нужно сказать о том, как работает поджелудочная железа, отчего возникает диабет. В этом органе есть так называемые бета-клетки, объединенные в островки, которые автоматически продуцируют инсулин в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. При ряде аутоиммунных или хронических болезней общая их масса снижается, появляются функциональные нарушения в виде недостаточной выработки инсулина. Результат – повышение уровня глюкозы в сыворотке крови.
– Это инсулинопотребный сахарный диабет. Он возникает, если число островков уменьшилось на 80 процентов, – рассказывает заведующий кафедрой факультетской хирургии и трансплантологии, главный внештатный трансплантолог минздрава Нижегородской области Владимир Загайнов.
Ученый подчеркивает, что метод лечения диабета только один – трансплантация поджелудочной железы. Потребность в этой операции в России удовлетворяется на тысячные доли процента, что связано с дефицитом донорских органов. Во всех остальных случаях речь идет о компенсации заболевания с помощью инсулина. Однако даже пересадка сопряжена с необходимостью иммуносупрессивной терапии, чтобы организм пациента не отторгал донорский орган. А у нее есть свои минусы, особенно в отдаленном периоде.
Главная идея проекта – пересадка не всей поджелудочной железы, а только островков, состоящих из тех самых бета-клеток.
– Островки будут выделяться из донорской железы специальным способом. Даже если целая железа не годится для трансплантации, из нее можно попытаться выделить островки и пересадить их, – поясняет Владимир Загайнов.
В мире эту идею пытаются реализовать разными способами и с разной степенью успешности. Введение островков от донора требует все той же небезопасной иммуносупрессивной терапии. В ПИМУ ученые разрабатывают вариант пересадки клеток, заключенных в специальные пористые капсулы. В теории клетки приживаются и начинают вырабатывать инсулин. Человек излечивается от диабета. А поры капсулы достаточно малы, чтобы предотвратить атаку иммунных клеток организма, поэтому никакой иммуносупрессивной терапии не требуется. Важно, что речь идет о малоинвазивных операциях, а не о сложной трансплантации. Возможных вариантов несколько: введение в брюшную полость путем пункции либо введение в печень по воротной вене.
Первые эксперименты ученых из НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий ПИМУ вместе с Институтом металлоорганической химии РАН оказались успешными.
– В отдаленной перспективе планируем проработать выращивание бета-клеток из стволовых, – говорит Владимир Загайнов. – Параллельно вместе с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов имени Шумакова занимаемся легитимизацией технологии. Раньше в России за это никто не брался, поэтому трансплантация островков бета-клеток поджелудочной пока не вошла в список разрешенных, хотя в мире это уже существует. Надеемся, что в ближайшее время вопрос будет решен.
Планируем проработать выращивание бета-клеток из стволовых
В 2022 году проект, выполняемый по госзаданию Минздрава России, завершится. Можно будет испытывать метод на животных, а затем заниматься регистрацией. На мой вопрос, когда лечение будет доступно российским пациентам, профессор Загайнов ответил кратко:
– Деклараций в жизни хватает, давайте заниматься делом.
Комментарий
Ольга Занозина, доктор медицинских наук, заведующая отделением эндокринологии Нижегородской областной больницы имени Семашко:
– Наряду с совершенствованием самих инсулинов, способов их введения в организм пациента, улучшением терапевтического обучения больных сахарным диабетом развивается и другое направление – трансплантационные технологии, позволяющие вводить бета-клетки островков поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин, в организм больного человека.
Положительный эффект достигается при виртуозном заборе, хранении и введении островковых клеток больному человеку. При успешном результате – почти полный контроль за гликемией, отсутствие гипогликемий и потребности в экзогенном инсулине. Вся эта работа требует ювелирного мастерства.
Согласно статистике, Россия занимает шестое место в мире по количеству детей с диабетом 1-го типа: диагноз имеют более 30 тысяч детей. Ежегодно только в Москве и области выявляется более 500 случаев заболевания.
14 ноября во всем мире отмечают Всемирный день борьбы с диабетом. Фонд «КАФ» и благотворительная программа помощи детям с диабетом 1-го типа «Альфа-Эндо» специально для проекта «Социальный навигатор» подготовили небольшую памятку об этом заболевании.
Такой разный диабет
Диабет — это заболевание обмена веществ, при котором в крови повышается содержание сахара из-за того, что в организме не хватает инсулина — гормона, который выделяется поджелудочной железой и, поступая в кровь, снижает уровень сахара. На сегодняшний день известно, что сахарный диабет 1-го типа развивается у генетически предрасположенных людей под влиянием факторов окружающей среды. Он выявляется в 90% случаев у молодых людей до 30 лет.
Часто можно услышать, что диабет стал осложнением после перенесенного ОРВИ. Вполне возможно, что вирус стал катализатором проявления симптомов диабета, но никак не его причиной.
Кроме того, предрасположенность к диабету 1-го типа может передаваться по наследству. Генетическая предрасположенность играет большую роль, но это не единственная причина. Диабет 1-го типа не проходит, его нельзя «перерасти», это пожизненное состояние, требующее постоянного контроля сахара и инсулинотерапии.
Диабет 2-го типа — другая история: чаще всего он выявляется у взрослых людей, генетика и наследственность здесь играют важную роль, а ключевая причина диабета такого типа — ожирение. В частности, если родители страдают ожирением, то риск развития данной патологии у ребенка возрастает до 80%.
Неспецифические симптомы
Согласно опросу, проведенному Диабетической ассоциацией Великобритании, 9 из 10 родителей не знают симптомов диабета 1-го типа. В России подобные исследования не проводились, но несложно догадаться, что уровень осведомленности примерно такой же.
“Одна из основных причин смертности при диабете 1-го типа — диабетический кетоацидоз. По данным исследования, проведенного в рамках благотворительной программы «Альфа-Эндо», более чем у половины детей в российских регионах заболевание диагностируется в состоянии кетоацидоза при постановке диагноза. Кетоацидоз — это жизнеугрожающее состояние, когда в крови из-за недостатка инсулина резко повышается не только содержание сахара, но и кетоновых тел, проще говоря, ацетона”, — говорит Анна Карпушкина, д.м.н., руководитель благотворительной программы «Альфа-Эндо».
Основные симптомы диабета 1-го типа:
• увеличивается количество мочи, она становится почти такой же бесцветной, как вода, и липкой из-за наличия в ней сахара; • появляется сильная жажда; • несмотря на повышенный аппетит, вес ребенка снижается; • быстрая утомляемость; • снижение концентрации внимания; • зуд или сухость кожи; • тошнота и рвота.
Некоторое время назад итальянские медики из города Пармы выяснили, что за несколько недель до установки врачом диагноза у ребенка может появляться необычное для его возраста недержание мочи. Так родилась уже известная в Европе и России «Пармская кампания», призывающая педиатров и родителей обращать внимание на неспецифические симптомы и вовремя обращаться к детскому эндокринологу.
“Медовый месяц” диабета
Диабет 1-го типа — заболевание уникальное в своем роде. Существует много хронических недугов, связанных с диетическими ограничениями и пожизненным приемом лекарств. Отличие диабета заключается в том, что человек выходит далеко за привычные границы стандартного пациентского поведения: просто следовать медицинским предписаниям недостаточно, нужно научиться самостоятельно управлять целой системой своего организма. Врач, безусловно, остается непререкаемым авторитетом и главным экспертом, но основная часть работы и ответственности будет сосредоточена в руках пациента. Диабет нельзя вылечить, но можно успешно контролировать.
Регулярный и грамотный самоконтроль позволяет поддерживать нормальный или близкий к нормальному уровень сахара в крови.
Сразу после постановки диагноза пациенту приходится использовать глюкометр до 10 раз в день. Затем у некоторых пациентов наступает «медовый месяц» — состояние, когда кажется, что все хорошо, наступила ремиссия, уровень сахара в крови держится стабильно.
“Медовый месяц” очень обманчив, и после его завершения приходится заново стабилизировать сахар. В среднем человек с диабетом использует глюкометр не менее четырех раз в день. Доза инсулина напрямую зависит от уровня сахара в крови, а на сахар влияет огромное количество факторов: еда, занятия спортом, простуда и даже сон. На благо пациентам работают технологии — современные системы мониторинга (когда данные с глюкометра передаются на мобильное устройство), помпы — приборы для автоматического введения инсулина, информация с которых может передаваться врачу благодаря развитию телемедицины. По статистике, количество больных детей и подростков, находящихся на помповой терапии в нашей стране, составляет порядка 9 тысяч человек. В России помпы устанавливаются бесплатно, за счет федерального бюджета по программе высокотехнологической медицинской помощи и за счет регионального бюджета.
Психологическая поддержка
Сложно переоценить роль психологической поддержки при диабете: на плечи родителей наваливается огромная ответственность, а в голове появляется миллион вопросов о том, как теперь должна измениться жизнь всей семьи. К тому же приходится объяснять ребенку необходимость ежедневного мониторинга и регулярных походов к врачу. Международным обществом по диабету у детей и подростков (ISPAD) определено, что дети и подростки с диабетом имеют большую вероятность развития депрессии, тревожности, эмоционально-личностных нарушений и расстройств пищевого поведения, чем их здоровые сверстники. К сожалению, помощь психологов не всегда востребована: российские родители и даже врачи не придают должного значения психологической поддержке.
“Психологи, прошедшие подготовку по взаимодействию с пациентами с сахарным диабетом, работают в 20 регионах России. Например, в каждом округе Москвы в учреждениях городского психолого-педагогического центра есть профессиональные психологи, осведомленные в вопросах лечения сахарного диабета у детей, которые готовы оказать помощь семьям в принятии диагноза, преодоление депрессии, улучшении настроения и веры в собственные силы. Важно отметить, что эта помощь абсолютно бесплатна для семьи, так же как и медицинская помощь”, — рассказала Анна Карпушкина, д.м.н. руководитель благотворительной программы «Альфа-Эндо».
Равный равному
Равная поддержка — это когда оказывается помощь семье ребенка с сахарным диабетом 1-го типа другой семьей, столкнувшейся с такой же проблемой и уже имеющей успешный опыт преодоления сложной ситуации. В России инициатива стартовала в 2018 году, объединив восемь пилотных регионов. Координаторами проекта выступают местные диабетические ассоциации, а наставниками на волонтерских началах — родители детей с диабетом 1-го типа.
“С наставником можно смело и открыто обсуждать практические бытовые вопросы, касающиеся, например, нахождения ребенка в детском саду и школе. Это серьезная поддержка для тех, кто только столкнулся с заболеванием”, — говорит Лилия, участник проекта «Равный равному».
Про будущее
Сейчас много пишут о стволовых клетках и создании вакцины от диабета, а ученые всего мира бьются над созданием бионической (искусственной) поджелудочной железы, способной вырабатывать инсулин в нужных количествах при диабете. Ежегодно в США и Европе проходят десятки научных конференций и проводятся дорогостоящие исследования, но говорить о возможном использовании стволовых клеток или других методах пока еще рано. Развитие сахарного диабета связано с недостатком в организме инсулина, и единственным средством лечения на сегодняшний день во всем мире является подкожное введение этого гормона. Применение методов нетрадиционной медицины при диабете недопустимо и может быть опасно для жизни.
“Я не пророк, но перспективны два направления — это создание помпы замкнутого цикла, которая может стать техническим аналогом поджелудочной железы, и стволовые клетки, которые могут начать синтезировать инсулин. Думаю, что прорыв в области диабета случится в ближайшие 10 лет”, — говорит Джозеф Вольфсдорф, руководитель направления эндокринологии Бостонского детского медицинского центра, профессор педиатрии университета Гарварда.
Сахарный диабет – заболевание, характеризующееся нарушением усвоения глюкозы из-за абсолютного или относительного недостатка гормона инсулина, необходимого для обеспечения клеток организма энергией в виде глюкозы.
Статистика показывает, что в мире каждые 5 секунд этой болезнью заболевает 1 человек, каждые 7 секунд умирает.
Болезнь подтверждает свой статус инфекционной эпидемии нашего века. По прогнозам ВОЗ, к 2030 году диабет расположится на седьмом месте по причине смертности, поэтому вопрос «когда изобретут лекарства от диабета?» как никогда актуален.
Можно ли вылечить диабет?
Сахарный диабет является хроническим заболеванием на всю жизнь, которое нельзя излечить. Но все-таки возможно облегчить процесс лечения рядом методов и технологий:
- технология лечения болезни стволовыми клетками, которая предусматривает снижение потребления инсулина в три раза;
- употребление инсулина в капсулах, при равных условиях его потребуется вводить вдвое меньше;
- метод создания из бета-клетки поджелудочной железы.
Снижением веса, занятиями спортом, диетами и фитотерапией можно прекратить симптомы и даже улучшить самочувствие, но нельзя при этом диабетикам отменять приём медикаментов. Уже сегодня можно говорить о возможности профилактики и излечения СД.
Какие появились прорывы в диабетологии за последние несколько лет?
За последние годы придумано несколько видов препаратов и методов лечения диабета. Некоторые помогают скинуть при этом ещё и лишний вес, к тому же число побочных эффектов и противопоказаний изрядно уменьшается.
Заходит речь о разработке инсулина максимально похожего на вырабатываемый человеческим организмом. Все совершеннее становятся способы доставки и введения инсулина благодаря использованию инсулиновых помп, позволяющих сократить количество инъекций и делать это боле комфортно. Это уже прогресс.
Инсулиновая помпа
В 2010 году, в исследовательском журнале Nature, была обнародована работа профессора Эриксона, который установил связь белка VEGF-B с перераспределением жиров в тканях и их отложением. Диабет 2 типа устойчив к инсулину, это сулит накопление жира в мышцах, кровеносных сосудах и сердце.
Для предотвращения такого эффекта и сохранения клетками тканей способности отвечать на инсулин, шведскими учеными разработан и протестирован способ лечения заболевания этого типа, в его основу которого заложен процесс ингибирования сигнального пути фактора роста эндотелия сосудов VEGF-B.
В 2014 году учёные из США и Канады получили бета-клетки из человеческого эмбриона, которые могли вырабатывать инсулин при наличии глюкозы.
Преимущество такого метода в возможности получить большое количество таких клеток.
Но пересаженные стволовые клетки придется защищать, так как они будут атакованы иммунной системой человека. Есть пару способов защиты- покрытие клеток гидрогелем, при этом они не будут получать питательные вещества, либо поместить в организм пул незрелых бета-клеток в биологически совместимой оболочке.
Второй вариант имеет большую вероятность на применение в силу своих высоких показателей и эффективности. В 2017 году изданы работы STAMPEDE, посвященные исследованиям лечения диабета хирургическим путём.
Результаты пятилетних наблюдений показали, что после «метаболической хирургии», то есть операции, треть пациентов перестала принимать инсулин, некоторые же вышли без сахаропонижающей терапии. Такое важное открытие произошло на фоне развития бариатрии, предусматривающей лечение ожирения, а в итоге и профилактики заболевания.
Когда будет изобретено лекарство от диабета 1 типа?
Хотя диабет 1 типа считается неизлечимым, британские ученые сумели придумать комплекс лекарств, способных «реанимировать» клетки поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин.
По началу комплекс включал в себя три препарата, останавливающих разрушение клеток, вырабатывающих инсулин. Потом был добавлен фермент альфа-1-антирипсин, который восстанавливает инсулиновые клетки.
В 2014 году связь диабета 1 типа с вирусом коксаки заметили в Финляндии. Отмечено, что СД заболевали лишь 5% человек, у которых раньше диагностировали эту патологию. Вакцина, возможно, поможет справиться ещё и с менингитом, отитом и миокардитом.
Уже в этом году будут проведены клинические испытания вакцины, предотвращающей видоизменение диабета 1 типа. Задачей препарата будет выработка иммунитета к вирусу, а не излечение болезни.
Пока что лекарства находятся только на этапе тестирования, но обещают их выпустить в производство уже через восемь лет.
Какие разрабатывают методы лечения диабета первого типа в мире?
Все методы лечения можно условно поделить на 3 области:
- трансплантация поджелудочной железы, её тканей или отдельных клеток;
- иммуномодуляция – препятствие атакам на бета-клетки иммунной системой;
- репрограммирование бета-клеток.
Целью таких методов является восстановление нужного количества активных бета-клеток.
Клетки Мелтона
Ещё в 1998 году Мелтоном и его сотрудниками была поставлена задача воспользоваться плюрипотентностью ЭСК и превратить их в клетки, вырабатывающие инсулин в поджелудочной железе. Такая технология позволит воспроизводить 200 миллионов бета-клеток в ёмкости 500 миллилитров, теоретически необходимых для лечения одного пациента.
Клетки Мелтона могут использоваться при лечении диабета первого типа, но ещё необходимо найти способ защиты клеток от повторного иммуноотторжения. Поэтому Мелтон со своими коллегами рассматривают способы инкапсуляции стволовых клеток.
Клетки могут использоваться для анализа аутоиммунных расстройств. Мелтон говорит, что у него есть в лаборатории плюрипотентные клеточные линии, взяты у здоровых людей, и у пациентов с СД обеих типов, при этом в последних бета-клетки не умирают.
Из этих линий создаются бета-клетки для выяснения причины возникновения форм заболевания. Так же клетки помогут изучить реакции веществ, которые смогут остановить или даже обратить вспять ущерб, наносимый диабетом бета-клеткам.
Замена Т-клеток
Учёные смогли трансформировать Т-клетки человека, задачей которых стала регуляция иммунного ответа организма. Эти клетки оказались способными отключить «опасные» эффекторные клетки.
Преимущество лечения диабета Т-клетками заключается в возможности создать эффект иммунодепрессии на конкретном органе, не задействовав при этом всю иммунную систему.
Перепрограммированные Т-клетки должны отправится непосредственно в поджелудочную для предотвращения атаки на неё, при этом иммунные клетки могут не задействоваться.
Возможно, такой метод заменит инсулинотерапию. Если ввести Т-клетки человеку, у которого только начинает развиваться диабет 1 типа, его можно будет избавить от этой болезни пожизненно.
Из-за особенностей функциональности Т-клеток они могут найти место в лечении ВИЧ-инфекций, реакций отторжения трансплантатов, генетических и опухолевых заболеваний.
Вакцина против вируса Коксаки
Проведена адаптация штаммов 17 серотипов вируса к культуре клеток RD и ещё 8 к культуре клеток Vero. Возможно использование 9 типов вируса для иммунизации кроликов и возможность получения типоспецифических сывороток.
После адаптации штаммов вируса Коксаки А серотипов 2,4,7,9 и 10 ИПВЭ занялось производством диагностических сывороток.
Возможно использование 14 типов вируса для массового изучения антител или агентов в сыворотке крови детей в реакции нейтрализации.
Пересадка инсулин-продуцирующих клеток
Новая методика в трансплантологии предусматривает применение клеток с инсулин-секретирующими свойствами, которые в итоге должны помочь пациентам с диабетом 1 типа.
Авторы исследования в своих работах показали клетки протока поджелудочной человека, которые смогли бы в теории стать полезным источником клеток.
Перепрограммировав клетки, ученые смогли заставить их секретировать инсулин как бета-клетки в ответ на глюкозу.
Сейчас функционирование клеток наблюдают только у мышей. Ученые ещё не говорят о конкретных результатах, но есть все таки возможность лечить таким образом больных с СД 1 типа.
Видео по теме
В России в лечении больных сахарным диабетом стали использовать новейший кубинский препарат. Подробности в видео:
Все труды по предотвращению и излечению диабета могут быть воплощены в ближайшее десятилетие. Имея такие технологии и методы реализаций, можно воплотить самые смелые идеи.