Новшества в лечении сахарного диабета
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.
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: 04.06.2021).
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.
Осенью 1921 года в Торонто (Канада) ученые Фредерик Бантинг и Чарлз Бест выделили из поджелудочных желез телят вещество, которое снижало сахар крови у собак с диабетом. Открытие сделало возможным лечение сахарного диабета 1-го типа, который до того считался абсолютно смертельным заболеванием. За это открытие авторы Фредерик Бантинг и Джон Маклеод в 1923 году получили Нобелевскую премию. С 2006 года день рождения Бантинга (14 ноября) решением ООН отмечается как Всемирный день диабета. О том, как это открытие повлияло на развитие эндокринологии и судьбы миллионов людей, “РГ” расспросила основателя и президента Национального медицинского исследовательского центра эндокринологии Минздрава России, академика РАН Ивана Дедова.
Уважаемый Иван Иванович, позвольте от лица читателей “Российской газеты” поздравить вас с 80-летием и присвоением звания Героя Труда Российской Федерации.
Иван Дедов: Спасибо! Пользуясь случаем, хочу поблагодарить через вашу газету всех, кто поздравил меня с юбилеем и высокой наградой. Я понимаю ее как оценку труда тысяч врачей-эндокринологов. Высокую честь по праву разделяет коллектив Национального медицинского исследовательского центра эндокринологии Минздрава России. Я горжусь тем, что родился и работаю в России – стране с огромным потенциалом и безграничными перспективами.
Какую роль, на ваш взгляд, в лечении сахарного диабета сыграло открытие инсулина? Каков вклад российских ученых в это открытие и в развитие эндокринологии в целом?
Иван Дедов: Это эпохальное открытие. Благодаря ему с середины 20-х годов прошлого века пациенты с сахарным диабетом, постоянно нуждающиеся в инсулине, получили возможность повысить продолжительность и качество жизни. За последние 30 лет продолжительность жизни больных сахарным диабетом 2-го типа увеличилась с 50-60 до 73-76 лет, а больных СД 1-го типа – с 30 до 65 лет.
Экспериментально обоснованное учение о внутренней секреции поджелудочной железы связано с именем нашего соотечественника Оскара Минковского, который в 1889 году обнаружил, что у собак с удаленной поджелудочной железой развивается сахарный диабет. Оскар Минковский в содружестве с немецким врачом Йозефом фон Мерингом доказали, что поджелудочная железа выполняет две функции: вырабатывает пищеварительные соки и вещество, которое регулирует уровень глюкозы. Дело оставалось за малым – выделить это вещество. К сожалению, тогда это не удалось сделать ни в России, ни в какой-либо другой стране.
Наибольшее значение для открытия нового метода лечения этого заболевания препаратами, приготовленными из клеток поджелудочной железы, имеют работы русского ученого Леонида Васильевича Соболева. По мнению историков, он ближе всех подошел к открытию инсулина. К сожалению, ранняя смерть Соболева в 1919 году не позволила ему сделать последний шаг к открытию инсулина. Его идеи и технологии были использованы в 1921 году Фредериком Бантингом и Чарлзом Бестом в Канаде. Правда, как часто это бывает, без ссылки на работы Соболева.
Заболеваемость сахарным диабетом в мире и в нашей стране растет. Как сегодня она оценивается? В чем причины роста?
Иван Дедов: Рост заболеваемости сахарным диабетом, начиная со второй половины XX века, сравним с неинфекционной пандемией. По данным Международной диабетической федерации, в конце 2019 года в мире было более 463 миллионов человек с сахарным диабетом в возрасте 20-79 лет. Причем половина из них не знает о своем заболевании. В этом и заключается коварство сахарного диабета 2-го типа: он в течение долгого времени может протекать без очевидных симптомов, хотя организм уже быстро разрушается.
А какова ситуация в нашей стране?
Иван Дедов: В Российской Федерации за последние 20 лет число больных сахарным диабетом увеличилось в 2,5 раза. По данным федерального регистра, на конец 2020 года зарегистрировано около 4,8 миллиона пациентов с сахарным диабетом, из них 265 тысяч – с диабетом 1-го типа и 47 тысяч детей. Правда, итоги масштабного исследования говорят, что реальное количество больных сахарным диабетом в России составляет около 9 миллионов. То есть, как и в мире, в нашей стране каждый второй взрослый, имеющий это заболевание, не знает об этом.
По данным Международной диабетической федерации, если эту тенденцию не остановить, то к 2030 году в мире будут 578 миллионов человек с сахарным диабетом, а к 2045 году – 700 миллионов. Ситуация близка к катастрофической.
Как наука сегодня оценивает бремя этого заболевания для систем здравоохранения, экономики и общества в целом?
Иван Дедов: Общие ежегодные затраты на сахарный диабет в мире в настоящее время составляют до 760 миллиардов долларов. Но бремя заболевания в 2-3 раза больше. Значительная часть – это расходы на лечение осложнений. В 2019 году в мире умерло 4,2 миллиона человек от сахарного диабета. Это один из основных факторов развития и прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний – около 70 процентов пациентов старше 65 лет умирают от заболеваний сердца, 15 процентов – от инсульта. На нашей планете каждые 7 секунд умирает человек от диабета и каждые 5 секунд регистрируется очередной больной СД.
Я и многие мои коллеги убеждены в том, что сейчас крайне необходим федеральный проект “Борьба с сахарным диабетом”. Над разработкой этого документа активно работают под руководством вице-премьера Татьяны Алексеевны Голиковой коллектив нашего центра и ряд общественных организаций. Важно иметь хорошо просчитанную и адресную для каждого региона программу действий, как это было сделано ранее в отношении сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.
Как развивались методы лечения сахарного диабета 1-го и 2-го типов? Какие современные методы наиболее эффективны?
Иван Дедов: За 100 лет в лечении сахарного диабета произошел невероятный прогресс. Если вначале использовали инсулины животного происхождения, то позднее появились препараты человеческого инсулина. А сегодня наиболее прогрессивный вид препаратов инсулина – так называемые аналоги инсулина, т.е. человеческие инсулины с улучшенными свойствами. Если сравнивать лечение сахарного диабета 1-го типа, например, в конце ХХ века и сейчас, то возникает гораздо меньше осложнений. На второе место по значимости для пациентов вышел самоконтроль уровня глюкозы крови. Еще в 1993 году было доказано, что он помогает пациентам предотвратить развитие различных осложнений.
В лечении сахарного диабета 2-го типа прогресс еще более впечатляющий. Если 30 лет назад в нашем арсенале было только 2 класса препаратов для его лечения, то сегодня их насчитывается 9. Кроме сахароснижающего действия некоторые из них благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему и почки. Есть препараты, которые достаточно ввести всего лишь раз в неделю, причем они помогают снижать избыточную массу тела.
Очень важно в лечении сахарного диабета обучение пациентов в так называемых “школах диабета”. Без понимания и выполнения врачебных рекомендаций даже самые современные и дорогостоящие препараты не приведут к эффективному лечению. В России созданы специальные программы обучения для разных категорий пациентов. Их эффективность полностью доказана, но остаются нерешенные проблемы с оплатой этого вида услуг. Мы стремимся внести обучение в тарифы системы обязательного медицинского страхования.
Половина больных сахарным диабетом 2-го типа даже не подозревает о своем заболевании
Расскажите, пожалуйста, подробнее о первичной и вторичной профилактике. Каково ее значение?
Иван Дедов: Если говорить о сахарном диабете 1-го типа, то пока мы не можем объяснить, почему вдруг иммунная система обрушивает свой гнев на бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, разрушая их. При сахарном диабете 2-го типа, который составляет более 90 процентов, можно говорить об очень эффективной первичной профилактике. Сегодня существует понятие “предиабет”, т.е. такой физиологический статус, когда значения уровня глюкозы крови находятся между нормой и заболеванием. Если человек с предиабетом меняет образ жизни, снижает массу тела, увеличивает физическую активность, то более чем в половине случаев он может предотвратить развитие болезни. Это чрезвычайно важно донести до людей.
Сахарный диабет – среди факторов риска развития тяжелых форм COVID-19. Как была организована в вашем центре помощь этим пациентам в период пандемии?
Иван Дедов: Доказано, что сахарный диабет повышает риск летальных исходов и тяжелых осложнений у инфицированных пациентов. В особенности это касается людей старше 65 лет. Причина в том, что у ковидного больного резко возрастает уровень глюкозы в крови и его крайне тяжело контролировать. Это значительно снижает иммунитет, причем по отношению к любым заболеваниям. Нынешний всплеск обострений сахарного диабета явно обусловлен новой коронавирусной инфекцией. И, конечно, надо вакцинироваться!
Лучший результат от вакцинации мы находим у пациентов, которые имели хороший контроль за сахаром в крови. По гликированному гемоглобину этот критерий составляет 6,5-7 процентов перед вакцинацией.
Может ли COVID-19 провоцировать развитие эндокринопатий у здоровых людей?
Иван Дедов: Может, у людей с высоким риском его развития. При инфекционных заболеваниях организму требуется больше инсулина, а поджелудочная железа с дефектами в выработке этого гормона не может обеспечить необходимое его количество. Подчеркну: сам COVID-19 в данном случае не являлся причиной сахарного диабета. Главным осложнением при сахарном диабете является поражение сосудов, и COVID-19 тоже бьет по ним, нарушая систему свертывания крови, стимулируя тромбообразование. Поэтому больные сахарным диабетом – наиболее уязвимая когорта пациентов с коронавирусом.
С какими методами наука связывает победу над сахарным диабетом? Можете ли вы дать прогноз о том, когда это произойдет?
Иван Дедов: Пока прорыва в излечении сахарного диабета нет нигде в мире. Ведутся экспериментальные разработки на животных и на культуре клеток и тканей. Разрабатываются методы клеточной терапии с использованием технологий редактирования генома. Выполняются также исследования по генной инженерии инсулин-продуцирующих клеток, обеспечивающей им защиту от атаки иммунной системы, а также по направленной специализации секреторных клеток слюнных желез в инсулин-продуцирующие. Важно, что сегодня мы можем эффективно лечить сахарный диабет, предотвращая развитие серьезных осложнений и увеличивая продолжительность жизни. Это – неоспоримый факт. Уже сотни и даже тысячи человек награждены международной медалью Victory, которая присуждается за 50, 75 и 80 лет, прожитых с диабетом. В России тоже есть немало таких людей.
Прогноз создания абсолютной панацеи от сахарного диабета я дать не готов, да его и не может быть. Сегодня насчитывается уже порядка 20 типов сахарного диабета. Это очень сложное, генетически детерминированное заболевание. Каждый больной требует индивидуального алгоритма обследования и лечения. Но и в мире, и в России есть ученые, которые работают над этой проблемой. Я верю, что в обозримом будущем, через 5-10 лет, мир откроет тайну поражения не только бета-клеток поджелудочной железы или других эндокринных органов, но и всего ряда аутоимунных заболеваний человека. Быстро развивающиеся геномные и постгеномные, клеточные технологии, молекулярная радиобиология дают всеобъемлющие аргументы для построения принципиально нового профилактического направления в здравоохранении – предупредительной медицины. Профилактика же сахарного диабета 2-го типа, в сущности, зависит от нас самих. Здоровый образ жизни, умеренность во всем, движение – основной рецепт от всех болезней!