Нанотехнологии в лечении сахарного диабета 1 типа

Библиографическое описание:

Беликова, Л. В. Новые технологии в лечении сахарного диабета / Л. В. Беликова, Е. А. Горохов, И. А. Реймер. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2019. – № 34 (272). – С. 23-25. – URL: https://moluch.ru//272/62151/ (дата обращения: 09.05.2021).

Актуальная проблема современности – это рост числа больных сахарным диабетом. Сахарный диабет – группа эндокринных заболеваний, связанных с нарушением усвоения глюкозы и развивающихся вследствие абсолютной или относительной (нарушение взаимодействия с клетками-мишенями) недостаточности гормона инсулина, в результате чего развивается гипергликемия – стойкое увеличение содержания глюкозы в крови.

Актуальность: больных сахарным диабетом с каждым годом становится все больше, поэтому нужно искать эффективные, современные методы лечения этого заболевания.

Задачей статьи является ознакомление с новыми методами лечения сахарного диабета I типа.

Целью статьи является поиск наиболее оптимального способа лечения больных с сахарным диабетом I типа.

Вакцина от диабета

Некоторые ученые склонны полагать что сахарный диабет I типа в 5 % случаев развивается из-за вируса Коксаки, точнее одной его разновидностью вирус Б-CVB1, который обладает свойствами вызывать аутоиммунные реакции. В мировом масштабе 5 % превращаются в сотни детей ежегодно. Если вакцину от этого вируса делать детям на первом году жизни, то есть возможность уменьшить количество детей с сахарным диабетом I типа. Вакцина уже доказала свою эффективность на мышах, теперь следующей фазой станут испытания на здоровых людях чтобы исключить возможные осложнения. Если все пройдет успешно, то через 5-8 лет возможно не останется детей с диагнозом сахарный диабет I типа.

Инсулиновые помпы

Инсулиновая помпа – это небольшое электронное устройство, которое вводит инсулин по заранее запрограммированным индивидуальным настройкам. Инсулиновая помпа рекомендована пациентам с 1 и 2 типом диабета, находящимся на инсулинотерапии. Инсулиновая помпа позволяет имитировать работу поджелудочной железы у здорового человека. В отличие от метода многократных ежедневных инъекций, в помпе используется только один инсулин – короткого или ультракороткого действия. Постоянная подкожная инфузия инсулина (ППИИ) позволяет исключить необходимость выполнения частых инъекций – быстродействующий инсулин вводится в точных дозах в круглосуточном режиме, точно обеспечивая потребности организма.

Помпа вводит инсулин в двум режимах: базальном и болюсном.

Базальный режим: инсулин вводится непрерывно в небольших дозах по запрограммированной базальной скорости, имитируя процесс секреции инсулина поджелудочной железой здорового человека (не считая периоды приема пищи). В течение суток можно выбрать до 48 различных базальных скоростей (на каждые 30 минут), учитывая индивидуальные потребности организма днем, ночью и во время физической активности. Базальная скорость определяется врачом, исходя из индивидуальных особенностей пациента. Базальную скорость можно корректировать с учетом изменений в режиме дня: подачу инсулина можно временно приостановить, увеличить или уменьшить. Это важное преимущество, которое недоступно при инъекции продленного инсулина.

Болюс: На приемы пищи или в целях коррекции высокого уровня сахара в крови нужно вводить болюсный инсулин. Все инсулиновые помпы оснащены помощником болюса – специальным калькулятором, с помощью которого можно рассчитать необходимую дозу болюса на основе индивидуальных настроек.

Помповая инсулинотерапия имеет множество преимуществ перед терапией с помощью многократных ежедневных инъекций, включая4,5:

– Лучший контроль уровня HbA1c

– Сокращение количества эпизодов гипогликемии

– Снижение вариабельности гликемии

Помпа позволяет использовать индивидуальные настройки введения инсулина, адаптированные под образ жизни и потребности каждого пациента. Помповая инсулинотерапия обеспечивает лучший контроль над диабетом, а также дарит свободу и комфорт.

В инсулиновой помпе предусмотрено отделение для резервуара с инсулином, из которого инсулин вводится в организм с помощью инфузионного набора. Установка инфузионного набора выполняется с помощью специального устройства для введения инфузионного набора – сертера. Сам инсулин вводится через небольшую гибкую трубочку (канюлю), расположенную под кожей. Инфузионный набор подсоединен к резервуару с помощью небольших трубочек, которые можно отсоединять по мере необходимости (например, во время плавания, душа или занятий спортом).

Перепрограммирование клеток

Примерно десятая доля диабетиков страдает диабетом первого типа, в результате которого бета-клетки разрушаются под действием иммунной системы организма. Ученые заметили что альфа, дельта клетки поджелудочной железы не подвергаются атаке иммунной системы организма, а в дальнейшем пытаются компенсировать недостаточность бета-клеток, «перепрофилируясь» и сливаясь в островки. Некоторые из этих клеток перепрофилируются и начинают продуцировать инсулин в малых количествах, недостаточного для нормальной жизнедеятельности организма. Этот процесс можно усилить при помощи генной терапии. Если взять альфа и дельта-клетки и принудительно включить всего два генома PDX1 и MAFA, то эти клетки внешне похожие на альфа и дельта, начинают продуцировать инсулин и реагировать на изменение уровня глюкозы крови, тем самым выполняя функцию бета-клеток. Тем самым эти псевдо-бета-клетки становятся недосягаемыми для иммунной системы организма. Трансплантация небольшого количества таких клеток помогает полностью избавиться от проблем с сахаром и инсулином в течении нескольких месяцев.

Правда этот метод пока находится в фазе клинических испытаний и пока недоступен для лечения большинства пациентов.

Трансплантация клеток

Еще одним способом лечения сахарного диабета I типа является пересадка инсулин-продуцирующих клеток в жировую клетчатку. Предполагается, что жировая ткань является идеальным местом трансплантации для инсулин-продуцирующих клеток. Это поможет в дальнейшем пациентам обходится без каждодневных инъекций инсулина, тем самым очень сильно облегчить жизнь пациентам и улучшить качество жизни. Пока данный метод был применен единожды, женщине пересадили в жировую складку и на данный момент она полностью обходится без инсулиновых инъекций.

Этот метод может быть применен не только на взрослых, но его стоит опробовать на детях, так как многие дети боятся уколов и часто не соблюдают время и технику инъекций, это должно им помочь почувствовать себя здоровыми.

Стволовые клетки

Еще один прорыв в лечении сахарного диабета – это стволовые клетки. Стволовые клетки имплантируются в поджелудочную железу, которые образуют своего образа – “островки” и после микроскопического и биохимического обследования этих клеток выяснилось что новообразованные клетки созревают и функционируют как инсулин-продуцирующие. В опыте на мышах, клетки вживили в поджелудочную железу мышам, и буквально через несколько дней стволовая культура включилась в метаболические процессы, начала реагировать на изменения уровня сахара крови в организме. Есть один недостаток, так как культура инородная, возможна иммунная реакция организма на инородную культуру, поэтому этим пациентам придется постоянно принимать иммунносупрессивные препараты.

Таким образом, в скором времени возможен почти полный отказ от каждодневного введения инсулина больным и переход на более действенные схемы лечения. Также, благодаря стволовым клеткам в теории возможно полное выздоровление больных.

Литература:

Педиатрия: Учебник для медицинских вузов/ Под ред. Н. П. Шабалова/ – СПб.: СпецЛит, 2015,- 893с.
Болезни поджелудочной железы у детей/ Под ред. С. В. Бельмер/ – МедПрактика, 2019,-528с.
Эндокринология. Национальное руководство/ Под ред. И. И. Дедов, Г. А. Мельниченко/ – ГЭОТАР-Медиа, 2018,-832с.
Помповая инсулинотерапия и непрерывное мониторирование гликемии. Клиническая практика и перспективы/ Под ред. А. В. Древаль, Ю. А. Ковалева, Т. П. Шестакова/ – ГЭОТАР-Медиа, 2019г,-336с.
Эндокринные заболевания у детей и подростков/ Под ред. Е. Б. Башнина, О. С. Берсенева, Н. В. Ворохобина/ – ГЭОТАР-Медиа, 2017г,-416с.

Основные термины (генерируются автоматически): сахарный диабет, поджелудочная железа, инсулиновая помпа, инфузионный набор, клетка, иммунная система организма, инсулин, MAFA, базальная скорость, здоровый человек.

Источник

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.

Источник

ВАШИНГТОН, 13 июня. /ТАСС/. Новый механизм мониторинга уровня сахара в крови и автоматического пополнения ее инсулином у больных диабетом первого типа разработали ученые Медицинской школы Орегонского университета здоровья и науки в Портленде (штат Орегон). Их результаты опубликовал научный журнал Nature bolism.

Ни выше, ни ниже

Организм больных диабетом первого типа не в состоянии вырабатывать инсулин, являющийся основным естественным утилизатором излишков сахара. По этой причине перед эндокринологами стоят две важные задачи – проконтролировать уровень глюкозы в крови больных и на основании полученных данных вводить инсулин именно в той концентрации, которая не позволит ни понизить уровень сахара ниже естественного ровня, ни позволить ему оставаться выше нормы.

Механизм, предложенный исследователями Орегонского университета, практически идеально подходит данной группе больных: инъекционный прибор с инсулином, регулируемый дистанционно на беспроводной основе и реагирующий на получаемую с помощью искусственного интеллекта (ИИ) информацию о концентрации сахара в крови.

Новая методика значительно расширила возможности больных наблюдать за своим состоянием на экране смартфона, утверждают авторы. Пакет сведений получил название DailyDose. Данная функция позволяет пациентам в режиме онлайн контролировать свои физиологические данные, не прибегая более ни к каким иным манипуляциям.

Особую роль предложенной методики ученые видят в профилактике такого грозного осложнения при лечении диабета первого типа, как гипогликемия. Снижение уровня сахара в крови чревато развитием комы, либо летальным исходом. Постоянный мониторинг вовремя предупредит о терминальных состояниях, заключают исследователи.

Многообещающие перспективы

“Наша система уникальна, – заявила автор проекта, сотрудник Медицинской школы Орегонского университета здоровья и науки Николь Тайлер. – Мы выработали алгоритм функционирования ИИ с помощью специальной математической модели, позволяющей анализировать и принимать решения пока на уровне врача-эндокринолога, но в перспективе мы надеемся, что искусственный “врач” превзойдет интеллект медиков”.

Данная методика, по мнению ученых, существенно облегчит жизнь больных, которые в настоящее время могут позволить посещение специалиста не чаще, чем раз в промежуток времени от трех до шести месяцев, что рекомендовано медицинскими авторитетами.

Поскольку в столь продолжительный период времени у больных могут развиться тяжелые осложнения, а уровень сахара в крови – либо повыситься, либо понизиться, постоянный мониторинг состояния пациентов, как считают исследователи, может сыграть существенную роль в поддержании их комфортного существования.

“Наша группа изучала и результаты других исследований по данной теме, – добавляет Питер Джейкобс, соавтор проекта, профессор кафедры биомедицинского инжиниринга Орегонского университета здоровья и науки. – Но очень мало кто из них содержит выверенные статистические данные и сравнительные сведения между экспериментальным данными и наработанными методиками врачей-эндокринологов”.

“Помимо этого, предложенный нами метод позволяет более точно отследить уровень сахара в крови, – продолжает ученый, – а степень координации с опытом, полученным эндокринологами, приближается к 100 %”.

“Мы наметили план на несколько ближайших лет по совершенствованию методов лечения больных диабетом, – отмечает еще один участник проекта, профессор медицины, эндокринолог из Медицинской школы Орегонского университета здоровья и науки Джессика Касл. – Будем сравнивать эффект от программы DayliDose с другими методиками лечения инсулином, включая систему автоматического введения инсулина в организм человека”.

ВОЗ и диабет

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире более 420 млн человек живут с диабетом. Этот недуг – седьмая из наиболее распространенных причин смертности.

Диабет – хроническое заболевание эндокринной системы, возникающее, если поджелудочная железа не вырабатывает достаточное количество инсулина. Выделяют несколько типов этого заболевания. Первый тип – инсулинозависимый, когда для жизни человеку необходимо делать инъекции этого гормона. Эта разновидность болезни проявляется в детском возрасте, предотвратить ее нельзя.

При диабете второго типа – инсулинонезависимом – организм не может правильно использовать вырабатываемый инсулин, что зачастую является следствием избыточного веса и отсутствия физической активности. Именно этот вид диагностируется у 90% пациентов. По данным ВОЗ, ранее он наблюдался только у взрослых, но теперь выявляется и у детей. По статистике Международной диабетической федерации, каждый второй больной не знает о своем заболевании. Эффективной профилактикой являются здоровое питание, отказ от курения и регулярные физические нагрузки.

Источник

Сахарный диабет, по словам многих специалистов в области здравоохранения, принимает характер эпидемического заболевания, так как все больше и больше людей страдают от него. При этом возраст людей, подверженных заболеванию, становится все более юным. И в группе риска встречаются не только те, у кого какой-либо из членов семьи был болен диабетом, но и те, у кого заболевание просто развилось с течением времени.

Эксперты утверждают, что люди, в роду которых имеются больные сахарным диабетом, составляют основу группы риска. Но они не единственные, кто может пострадать от этого хронического заболевания. На самом деле, практически каждый – особенно те, кто имеет высокий уровень сахара в крови и не может справиться с этим – может заполучить этот недуг.

Тенденции меняются.

Раньше диагноз сахарный диабет звучал словно приговор, как, скажем, потеря конечностей, слепота, почечная недостаточность или преждевременная смерть. Но теперь дела обстоят уже не столь мрачно. В результате развития современных технологий и достижений в области медицины, многие больные сахарным диабетом могут наслаждаться долгой полноценной жизнью, как обычные люди.

1. Инсулин. Поскольку диабет вызывается недостатком инсулина, все больше и больше людей начинают применять различные методы введения этого гормона в организм, такие как:

инсулиновые дозаторы с имплантируемым катетером измеряют уровень сахара в крови и мгновенно впрыскивают необходимую дозу инсулина;
инсулиновые ингаляторы, которые подходят людям, боящимся уколов, обеспечивают мгновенное облегчение при помощи быстро действующего инсулина, распыляемого и вдыхаемого через рот; в данном случае инсулин впитывается через слизистую щек, язык и горло и очень быстро поступает в кровь;
разрабатываются капсулы с инсулином, оболочка которых будет представлять собой новый тип полимера, они помогут диабетикам получать требуемую дозу быстрее, так как инсулин будет поступать в кровь, минуя воздействие пищеварительной системы;
также разработаны новые виды инсулина, такие как «гларгин» (инсулин для подкожного введения), «аспарт» и «75/25 лиспро смесь», которые представляют собой очень быстро действующий инсулин.

2. Измерение сахара крови. Уровень сахара крови является очень важным фактором. Новые тенденции здесь включают в себя:

безболезненные глюкометры, которые позволяют диабетику следить за уровнем сахара в крови без болезненного прокалывания пальцев для взятия образцов крови;
глюкометр-браслет, который представляет собой устройство, непрерывно отслеживающее содержание сахара в крови.

3. Новые виды лечения. Так как сахарный диабет является хроническим заболеванием, не существует определенного лечения, которое помогло бы справиться с болезнью. Однако, появляются все больше и больше методов лечения, обещающих все лучшие результаты, например:

пересадка донорских островковых клеток поджелудочной железы, которая может быть эффективна для больных с очень редкой формой сахарного диабета, а именно с 1 типом;
генная терапия, которая занимается выделением гена, отвечающего за производство инсулина.

4. Вакцина. В настоящее время проходит испытания вакцина, содержащая пептид, предотвращающий разрушение клеток поджелудочной железы, которая вселяет надежду на то, что больные сахарным диабетом смогут прожить более долгую жизнь, несмотря на свой недуг.

Источник