Bi-hormonálne umelé pankreatické systémy

- sen sa stáva skutočnosťou

Systémy uzavretej slučky, ktoré zahŕňajú iba automatizovanú inzulínovú pumpu, uľahčujú každodenný život pacientov a sľubujú úľavu pri liečbe diabetu. Existujú ale aj iné spôsoby, ako zlepšiť kontrolu hladiny cukru v krvi. Dvojhormonálne systémy s uzavretou slučkou dosahujú kontrolu hladiny cukru v krvi subkutánnou (pod kožou) infúziou inzulínu a glukagónu ako odpoveď na hodnoty cukru v krvi, ktoré sa merajú senzorom na kontinuálne meranie glukózy v podkožnom tukovom tkanive (kontinuálny glukometer). Tento dvojhormonálny systém napodobňuje fyziologický (endogénny) profil vylučovania inzulínu a glukagónu v zdravom pankrease (umelom pankrease) oveľa viac ako systémy, ktoré obsahujú iba inzulínovú pumpu.

bi-hormonálne

Ak majú hodnoty cukru v krvi tendenciu klesať, podáva sa glukagón v malých dávkach, aby sa zabránilo účinkom inzulínu a zabránilo sa riziku hypoglykémie [1]. Glukagón spôsobuje, že pečeň rýchlo premieňa glykogén (zásobná forma glukózy) na glukózu, ktorá sa potom uvoľňuje do krvi. Komplexná technológia riadiacich algoritmov, ktoré automaticky riadia hormonálne pumpy, zodpovedajúci hardvér a vývoj stabilných formulácií glukagónu, ktoré sa dajú dlhšie používať v systémoch s uzavretou slučkou, doteraz predstavovali hlavné vývojové výzvy.

Pokrok vo vývoji

Technický pokrok v systémoch uzavretej slučky

Budúce zariadenia na nepretržité monitorovanie glukózy (CGM) budú menšie a budú sa môcť používať dlhšiu dobu [12]. Prístroje vyžadujú čoraz menšiu kalibráciu a ponúkajú vylepšenú presnosť čítania, najmä v rozmedzí vysokých a nízkych hodnôt cukru v krvi, a majú znížené časové oneskorenie pri nepretržitom monitorovaní glukózy. Ďalej sú vyvinuté adaptačné algoritmy samoučenia [13, 14]. Jedná sa o personalizované systémy, ktoré sa prispôsobujú výkyvom hladiny cukru v krvi v dôsledku správania a konštitúcie pacienta. Dlhodobé štúdie s dvojhormonálnymi systémami s uzavretou slučkou (napr. ILet system/Boston, USA), ktoré sú navrhnuté ako potenciálny posledný krok k regulačnému schváleniu systému, sú na ceste. Údaje o krvnom cukre a údaje o infúzii inzulínu a glukagónu budú v budúcnosti prístupné používateľom prostredníctvom mobilných zariadení (mobilné telefóny alebo hodinky) a zdravotníckym pracovníkom prostredníctvom webovej platformy.

Aká bude budúcnosť duálne hormóny inzulín a glukagón?

V súčasnosti dostupné rýchlo pôsobiace inzulínové analógy s relatívne pomalým nástupom účinku po subkutánnom podaní a nízkou stabilitou formulácií glukagónu na trhu predstavujú z hľadiska kontroly určitú výzvu [15]. Použitie ešte rýchlejšie pôsobiacich inzulínových analógov, ktoré vykazujú rýchlejší nástup účinku a kratšie trvanie účinku, by mohlo zlepšiť aplikáciu v systémoch s uzavretou slučkou.

Ľudský glukagón je veľmi nestabilný proteín, ktorý sa stáva neúčinným za deň [16]. Pretože glukagón bol pôvodne vyvinutý na jednorazové použitie na liečbu závažnej hypoglykémie, musí sa injekčný roztok pripraviť pred každou dávkou čerstvo a musí sa použiť okamžite [17, 18]. Údaje o stabilite za 24 hodín boli zverejnené iba nedávno. To však znamená, že v súčasnosti dostupný glukagón je potrebné obnovovať každých 24 hodín v bihormonálnej pumpe [19].

Perspektívy

Zatiaľ čo prvé krátkodobé štúdie preukázali veľmi sľubné výsledky, sú potrebné dlhodobé štúdie, aby sa preukázali ďalšie možné prínosy účinnosti a bezpečnosti po dlhodobom používaní analógu glukagónu [27]. Dlhodobá bezpečnosť a znášanlivosť sa preukázala po chronickom podaní Zealands dasiGlukagónu zvieratám. Výsledky pozitívnych štúdií na zvieratách potvrdzujú uskutočniteľnosť aplikácie v dvojhormonálnych systémoch uzavretej slučky u ľudí [28]. Najmä v situáciách s rýchlo klesajúcou hladinou cukru v krvi ako napr B. neskoro po jedle alebo po intenzívnom cvičení by mohlo mať použitie bi-hormonálneho systému s uzavretou slučkou veľké výhody. Sú potrebné ďalšie dlhodobé štúdie, aby sa preukázal možný prínos pre pacientov trpiacich poruchou vnímania hypoglykémie [29]. Schválenie novej generácie bihormonálneho systému s uzavretou slučkou v kombinácii so stabilnou formuláciou glukagónu v blízkej budúcnosti by mohlo uskutočniť sen o bi-hormonálnej liečbe (umelý pankreas) v kompletnom prostredí s uzavretou slučkou.