Бихормонални системи за изкуствен панкреас

- една мечта се превръща в реалност

Системите със затворен цикъл, които включват само автоматизирана инсулинова помпа, улесняват ежедневието на пациентите и обещават облекчение при самоуправление на диабета. Но има и други начини за подобряване на контрола на кръвната захар. Бихормоналните системи със затворен цикъл постигат контрол на кръвната захар чрез подкожна (под кожата) инфузия на инсулин и глюкагон в отговор на стойностите на кръвната захар, които се измерват от сензор за непрекъснато измерване на глюкозата в подкожната мастна тъкан (непрекъснат глюкометър). Тази бихормонална система имитира физиологичния (ендогенен) модел на секреция на инсулин и глюкагон на здравия панкреас (изкуствен панкреас) много по-тясно от системите, които съдържат само инсулинова помпа.

системи

Ако стойностите на кръвната захар показват тенденция да падат, глюкагон се прилага в мини дози, за да се противодейства на ефектите на инсулина и да се предотврати заплахата от хипогликемия [1]. Глюкагонът кара черния дроб бързо да превръща гликогена (форма на съхранение на глюкоза) в глюкоза, която след това се освобождава в кръвния поток. Досега сложната технология на контролни алгоритми, които автоматично контролират хормоналните помпи, съответния хардуер и разработването на стабилни формулировки на глюкагон, които могат да се използват по-дълго в системи със затворен цикъл, поставиха големи предизвикателства пред развитието.

Напредък в развитието

Технически напредък в системите със затворен цикъл

Бъдещите устройства за непрекъснато наблюдение на глюкозата (CGM) ще бъдат по-малки и ще могат да се използват за по-дълъг период от време [12]. Устройствата изискват все по-малко калибрирания и предлагат подобрена точност на четене, особено в диапазона от високи и ниски стойности на кръвната захар, и имат намалено времезакъснение за непрекъснато наблюдение на глюкозата. Освен това се разработват самообучаващи се, адаптиращи се алгоритми [13, 14]. Това са персонализирани системи, които се адаптират към колебанията в кръвната захар поради поведението и конституцията на пациента. Предстоят дългосрочни проучвания с бихормонални системи със затворен цикъл (напр. ILet система/Бостън, САЩ), които са проектирани като потенциално крайна стъпка към регулаторното одобрение на системата. Данните за кръвната захар и инфузионните данни за инсулин и глюкагон в бъдеще ще бъдат достъпни за потребителите чрез мобилни устройства (мобилни телефони или часовници) и за здравни специалисти чрез уеб платформа.

Какво е бъдещето на двойните хормони инсулин и глюкагон?

Наличните в момента бързодействащи инсулинови аналози с относително бавното им начало на действие след подкожно приложение и ниската стабилност на глюкагоновите формулировки на пазара представляват известно предизвикателство от гледна точка на контрола [15]. Използването на още по-бързо действащи аналози на инсулина, които показват по-бързо начало на действие и по-кратка продължителност на действие, може да подобри приложението в системи със затворен цикъл.

Човешкият глюкагон е много нестабилен протеин, който става неефективен в рамките на един ден [16]. Тъй като глюкагонът първоначално е разработен за еднократна употреба при лечението на тежка хипогликемия, инжекционният разтвор трябва да се приготви прясно преди всяка доза и да се използва незабавно [17, 18]. Данните за стабилност за 24 часа са публикувани наскоро. Въпреки това, това означава, че наличният в момента глюкагон трябва да се подновява на всеки 24 часа в бихормоналната помпа [19].

Перспективи

Докато първите краткосрочни проучвания показаха много обещаващи резултати, дългосрочните проучвания са необходими, за да се покажат допълнителни възможни ползи от ефикасността и безопасността след продължителна употреба на глюкагон (аналог) [27]. Доказана е дългосрочна безопасност и поносимост след хронично приложение на Zealands dasiGlucagon при животни. Резултатите от положителни проучвания при животни подкрепят възможността за приложение в бихормонални системи със затворен цикъл при хора [28]. Особено в ситуации с бързо падащи нива на кръвната захар като Б. късно след хранене или след интензивни упражнения, използването на бихормонална система със затворен цикъл може да предложи големи предимства. Необходими са по-нататъшни дългосрочни проучвания, за да се покажат възможните ползи за пациенти, страдащи от разстройство на възприятието на хипогликемия [29]. Одобрението на следващото поколение бихормонална система със затворен цикъл в комбинация със стабилна формулировка на глюкагон в близко бъдеще може да превърне мечтата за бихормонална терапия (изкуствен панкреас) в пълна среда със затворен цикъл в реалност.