«Έξυπνα» επιθέματα υπόσχονται καλύτερο έλεγχο του διαβήτη

Δύο «έξυπνα» δερματικά επιθέματα που υπόσχονται καλύτερο έλεγχο του διαβήτη, ανέπτυξαν δύο ξεχωριστές επιστημονικές ομάδες. Και τα δύο επιθέματα βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό στάδιο, αλλά οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι έχουν τις δυνατότητες να αλλάξουν στο μέλλον τη διαχείριση της νόσου.

Στην πρώτη περίπτωση, ερευνητές από τη Νότια Κορέα ανέπτυξαν έναεπίθεμα από γραφένιο, το οποίο προσκολλάται στο δέρμα και παρακολουθεί συνεχώς και με ακρίβεια το επίπεδο της γλυκόζης μέσω του ιδρώτα. Όταν χρειάζεται, το επίθεμα μειώνει τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα απελευθερώνοντας αυτόματα μετφορμίνη.

Το γραφένιο, ένα δισδιάστατο υλικό από άτομα άνθρακα, είναι πολλά υποσχόμενο σε εφαρμογές φορετών ή φορέσιμων (wearable) ηλεκτρονικών, καθώς είναι εύκαμπτο, καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, μαλακό και πολύ λεπτό. Όμως από μόνο του είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτροχημικές συσκευές που ανιχνεύουν βιοδείκτες, γι’ αυτό οι Κορεάτες επιστήμονες το συνδύασαν με χρυσό.

Συγκεκριμένα, το επίθεμα εμπεριέχει και νανοσωματίδια χρυσού, ενώ χάρη σε ένα πλέγμα από χρυσό πάνω στο οποίο αναπτύχθηκε, είναι εύκαμπτο και ημιδιαφανές. Επίσης, περιέχει μια σειρά από μικροσκοπικούς αισθητήρες, που ανιχνεύουν στο δέρμα την υγρασία, τη γλυκόζη, την οξύτητα (pH) και τη θερμοκρασία του οργανισμού.

Ο αισθητήρας γλυκόζης αντιλαμβάνεται τις μεταβολές του pH στον ιδρώτα, ενώ στη συνέχεια οι αισθητήρες του pH και της θερμοκρασίας διορθώνουν την πρώτη μέτρηση της γλυκόζης, ώστε να είναι ακριβής σε πραγματικό χρόνο. Όταν από κοινού οι αισθητήρες του επιθέματος ανιχνεύσουν υψηλό επίπδο γλυκόζης στον ιδρώτα, τότε μικροβελόνες απελευθερώνουν μετφορμίνη στο δέρμα.

Η ανίχνευση της γλυκόζης στον ιδρώτα προβάλλει ως μια εναλλακτική λύση σε σχέση με την πιο επώδυνη ανίχνευση του σακχάρου στο αίμα, με τρύπημα του δακτύλου. Στόχος των επιστημόνων είναι ένα ελάχιστα επεμβατικό σύστημα, που αφενός θα παρακουλοθεί και αφετέρου θα ρυθμίζει το σάκχαρο.

Όπως αναφέρεται σε σχετικό άρθρο του Nature Nanotechnology, οι επιστήμονες του Κέντρου Έρευνας Νανοσωματιδίων του Ινστιτούτου Βασικής Επιστήμης στη Σεούλ, με επικεφαλής τον Δρ Ντάε-Χιεόνγκ Κιμ, δοκίμασαν επιτυχώς το επίθεμα σε διαβητικά πειραματόζωα (ποντίκια) και σε δύο υγιείς άνδρες.

Στη δεύτερη μελέτη, ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν ένα άλλο «έξυπνο» συνθετικό επίθεμα με β-κύτταρα παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη. Το επίθεμα απελευθερώνει δόσεις ινσουλίνης για να ελέγξουν το σάκχαρο στο αίμα, χωρίς κίνδυνο πρόκλησης υπογλυκαιμίας.

Όπως αναφέρεται στο επιστημονικό έντυπο Advanced Materials, το επίθεμα ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βόρεια Καρολίνα, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Δρ Ζεν Γκου του Τμήματος Βιοϊατρικής Μηχανικής. Το σκεπτικό τους ήταν να αναπτύξουν μια μη επεμβατική εναλλακτική λύση αντί της μεταμόσχευσης β-κυττάρων που εμπεριέχει τον κίνδυνο της απόρριψής τους από τον οργανισμό του ασθενή ή της εμφάνισης παρενεργειών.

Το επίθεμα περιέχει μικροβελόνες με ζωντανά β-κύτταρα και οι δοκιμές σε πειραματόζωα με διαβήτη τύπου Ι έδειξαν ότι ανιχνεύει γρήγορα την αύξηση του σακχάρου και ανταποκρίνεται άμεσα απελευθερώνοντας το φορτίο του.

Αξίζει να σημειωθεί ότι πέρυσι στο επιστημονικό έντυπο Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), είχε παρουσιαστεί για πρώτη φορά επίθεμα ινσουλίνης.

Οι ερευνητές σπεύδουν να σημειώσουν ότι θα πρέπει να προηγηθούν προκλινικές και κλινικές μελέτες, προτού τα πειραματικά αυτά επιθέματα χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ασθενών με διαβήτη. Όταν όμως αυτό συμβεί, σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα αποτελέσει μια ασφαλέστερη επιλογή σε σχέση με τις υπάρχουσες.

Σύμφωνα με επιδημιολογικά στοιχεία, από διαβήτη πάσχουν περίπου 390 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως, οι οποίοι αναμένεται να φθάσουν τα 500 εκατομμύρια έως το 2030. Η ινσουλίνη είναι ορμόνη που παράγεται στο πάγκρεας και ρυθμίζει το σάκχαρο στο αίμα. Εξαιτίας του διαβήτη, παράγεται ανεπαρκής ποσότητα ινσουλίνης, με συνέπεια την αύξηση του σακχάρου (υπεργλυκαιμία).

Σήμερα, οι ασθενείς με διαβήτη τύπου Ι και εκείνοι με προχωρημένο διαβήτη τύπου ΙΙ ελέγχουν τακτικά το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα και με ενέσεις ινσουλίνης το διατηρούν σε ελεγχόμενα επίπεδα. Τυχόν λάθη στη δοσολογία της χορηγούμενης ινσουλίνης αλλά και των λοιπών αντιδιαβητικών φαρμάκων μπορεί να έχουν σοβαρές συνέπειες στην υγεία των ασθενών.