Kunstig Bugspytkirtel for type 1 diabetes?

– De første menneskelige forsøg med den nyeste design af en kunstig bugspytkirtel til mennesker med type 1 diabetes fundet enheden arbejdede uden at forårsage lavt blodsukker (hypoglykæmi)

Ideelt set, denne type automatiseret anordning ville endelig frie mennesker. med type 1-diabetes fra insulin indsprøjtninger, som mange kræver hver dag, mens fritager dem for det konstante behov for at kontrollere blodsukkeret og overvåge den mad, de spiser i overensstemmelse hermed.

enheden, produceret gennem et samarbejde mellem eksperter fra Boston University, Massachusetts General Hospital og Harvard Medical School, leverer to hormoner, der er mangelfuld i type 1-diabetes – insulin, der holder blodsukkeret fra at gå for højt efter et måltid, og glucagon, et naturligt forekommende hormon, der forhindrer blodsukkeret fra slippe for lavt.

Da enheden ikke stole på den menneskelige input, kaldes det en “lukket kredsløb” system.

“en bi-hormonal lukkede kredsløb er mulig og det kan give dig gode gennemsnitlige blodsukker aflæsninger, “forklarede en af ​​enhedens designere, Edward Damiano, lektor i biomedicinsk teknik ved Boston University, og far til en søn med type 1-diabetes.

” Hvad vi har udviklet er automatiseret beslutningsproces software, der bruger en matematisk formulering at indgyde varierende mængder af insulin og glucagon når det er nødvendigt, “forklarede han

Type 1-diabetes er en sygdom, hvor kroppens immunforsvar. – som normalt beskytter dig mod infektioner og andre sygdomme – vender sig mod raske celler. Ved type 1 diabetes, immunsystemet angriber betaceller i bugspytkirtlen, effektivt ødelægger kroppens evne til at producere insulin og kontrollere blodsukkeret.

Hvad mange mennesker ikke indser, er imidlertid, at beta-celler aren ‘ t de eneste, der er beskadiget af den autoimmune angreb. Alfa-celler, som producerer hormonet glukagon, er også beskadiget. Damiano kollega, Dr. Steven Russell fra Harvard, sagde: “Der er en funktionel mangel på alfa-celler i type 1-diabetes, og de fungerer ikke korrekt. De har ikke udskiller glukagon, som de burde, så et ekstra niveau af sikkerhed er tabte og du kan ende med hypoglykæmi, som kan være skræmmende og endda livstruende. “

det er derfor, de besluttede at tilføje glucagon til deres kunstige bugspytkirtel til at give det en ekstra grad af beskyttelse, siger Russell.

i den aktuelle version af enheden, forskerne sporet blodsukker via en særlig sensor placeret i en vene. Fremtidige versioner af enheden vil bruge tiden tilgængelige kontinuerlig blodsukker skærme (CGMS), men for dette forsøg ønskede forskerne en meget præcis måde at måle blodsukkeret, så den eneste variabel var den matematiske formulering, der anvendes til at programmere levering af insulin og glucagon.

Elleve mennesker med type 1-diabetes blev inkluderet i de indledende tests, og blev undersøgt i 27-timers eksperimenter. I løbet af denne tid, blev de hooked op til den kunstige bugspytkirtel og givet kulhydratrige måltider (kulhydrater omdannes til glukose i kroppen).

Enheden svarede til stigningen i blodsukkerniveauet ved at administrere insulin. I seks personer, enheden opnåede et gennemsnitligt blodsukker niveau på 140 milligram pr deciliter (mg /dl), hvilket er godt inden for American Diabetes Association retningslinjer for pleje. Men fem mennesker absorberes insulin meget langsommere end forventet, og endte med lavt blodsukker alvorlige nok til at kræve indgreb med ekstra mad.

Forskerne blev overrasket af den betydelige forskel i blodsukker absorption satser, men gik tilbage og justeret den matematiske formulering, og testes igen indretningen i et andet forsøg. Denne gang, de opnået en gennemsnitlig blodglucoseniveau på 164 mg /dl, hvilket er lidt højere end ADA mål. Der var imidlertid ingen tilfælde af hypoglykæmi, der skulle intervention.

Forskerne sagde, at mennesker, der bruger pumpen ville befri sig om behovet for daglige injektioner. I stedet kan de bare nødt til at ændre pumpens webstedet hver tredje dag, og stedet glucose-overvågning en gang om ugen. Ingen-site integration af hormon levering og glukose monitorering er blevet udviklet endnu, selv om det er det endelige mål.

I det næste forsøg, forskerne håber at levere i det mindste nogle af forud for et måltid insulin, som er den standard behandling. Damiano sagde dette kan ske med en pre-måltid knappen, og brugeren kunne bare vælge, om de havde en små, mellemstore eller store-kulhydrat måltid.

næste sæt af forsøg vil også teste en enhed, der omfatter insulin alene, fordi det sandsynligvis ville foreligge hurtigere. Årsagen er, at glucagon er i øjeblikket kun FDA-godkendt i en frysetørret form som en injicerbar redningsmedicin. Det er ikke FDA-godkendt endnu til afgivelse gennem en insulinpumpe i små doser, som det ville være i en kunstig bugspytkirtel. Både Damiano og Russell tror det kunne være muligt at have en insulin-kun lukkede kredsløb til rådighed til brug for patienter inden for fem år eller deromkring.

“Målet med en kunstig bugspytkirtel er at forsøge at genoprette normal fysiologi så tæt som muligt, og denne undersøgelse viser, at denne teknologi er ægte, og det er godt i rigtige mennesker, “siger Aaron Kowalski, assisterende vicepræsident for glucose kontrol forskning og forskning direktør for Artificial Pancreas projekt for Juvenile Diabetes Research Foundation (JDRF ). “Vi har talt i mange år om det teoretiske potentiale af et lukket kredsløb, og nu ser vi det reelle potentiale. Disse teknologier vil blive bygget ind i virkelige systemer og vil have potentialet til at forandre forvaltningen af ​​diabetes.”

Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i april 14 spørgsmålet om

Science Translational Medicine

.