“الجهاز الطبي الحي” يمكن أن يجعل حقن الأنسولين عفا عليها الزمن

قد يكون علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على بعد خطوة واحدة من ذلك جعل حقن الأنسولين شيئا من الماضي. وفي دراسة جديدة هذا الأسبوع، أظهروا أنه من الممكن زرع جهاز طبي داخل الفئران التي تنتج إمداداتها الخاصة من الأنسولين لمدة تصل إلى شهر. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث قبل أن تصبح هذه التكنولوجيا متاحة على نطاق واسع للاستخدام في البشر.

الأنسولين هو هرمون له عدة أدوار في الجسم، لكن وظيفته الرئيسية هي المساعدة في نقل الجلوكوز من مجرى الدم إلى خلايانا حتى تتمكن من استخدامه للطاقة (يأتي الجلوكوز من هضم الكربوهيدرات). عندما تنحرف هذه العملية، يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع نسبة السكر في الدم بشكل مزمن وتطور مرض السكري. يعاني الأشخاص المصابون بداء السكري من النوع الأول من فرط نشاط الجهاز المناعي الذي يهاجم خلايا جزيرة البنكرياس المسؤولة عن صنع الأنسولين، في حين أن الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2 يطورون مقاومة لتأثيرات الأنسولين.

أولئك الذين يعانون من مرض السكري من النوع 1 (وفي نهاية المطاف، العديد من الأشخاص الذين يعانون من النوع 2) لم يعودوا قادرين على إنتاج ما يكفي من الأنسولين ويحتاجون إلى حقن منتظمة منه للحفاظ على نسبة السكر في الدم تحت السيطرة. لقد أدى اختراع الأنسولين القابل للحقن إلى منع مرض السكري من أن يكون حكماً بالإعدام. لكن، لا يزال مرضى السكري يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بالعديد من المضاعفات الصحية وقصر العمر المتوقع، خاصة إذا كانوا مصابين بمرض السكري صعوبة السيطرة على الوقت نسبة السكر في الدم لديهم. ونتيجة لذلك، لا يزال العلماء يبحثون عن طرق لتحسين كيفية توفير الأنسولين للناس.

أحد مجالات البحث الواعدة هو زرع الخلايا الجزيرية، والذي يهدف إلى استخدام خلايا الجزر من متبرع مناسب لاستعادة الإنتاج الطبيعي للأنسولين. ومع ذلك، يتطلب هذا الإجراء التجريبي حاليًا من الأشخاص تناول أدوية تثبيط المناعة مدى الحياة لمنع أجسامهم من رفض الخلايا المانحة. ريعمل الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على نهج مختلف قليلا لهذا المفهوم. ويفترضون أنه يمكنك وضع هذه الخلايا المتبرع بها في جهاز صغير يتم زرعه بعد ذلك تحت الجلد مباشرة. ومن شأن الجهاز أن يحمي الخلايا من الجهاز المناعي، بينما يسمح لها بإنتاج الأنسولين في الوقت المناسب.

في هذه الدراسة الجديدة، من المقرر أن يكون نشرت هذا الأسبوع في مجلة PNAS، يبدو أن الباحثين قد حلوا مشكلة معروفة مع هذا النوع من الأجهزة: الحاجة إلى إمدادات أكسجين موثوقة لضمان بقاء خلايا الجزر المانحة. وقد استخدمت أجهزة أخرى غرفًا منفصلة أو خليطًا كيميائيًا لتوفير الأكسجين للخلايا، لكن هذه الطرق تتطلب الصيانة والتزود بالوقود. وبدلاً من ذلك، يتميز جهاز الفريق بغشاء ينتج الأكسجين عن طريق فصل جزيئات الماء القريبة، مما يسمح نظريًا بإمداد غير محدود من الأكسجين. ويمكن أيضًا تشغيل الجهاز لاسلكيًا بكمية صغيرة من الجهد، الأمر الذي قد يتطلب فقط ارتداء رقعة صغيرة على الجلد.

وفي التجارب المعملية التي أجراها الفريق، حافظت الفئران المصابة بداء السكري، والتي تم زرع جهاز إمداد الأكسجين بها، على مستويات صحية من السكر في الدم لمدة شهر على الأقل، في حين أن الفئران التي أعطيت جهازًا دون القدرة على إنتاج الأكسجين، أصيبت بارتفاع نسبة السكر في الدم خلال أسبوعين. لقد تسبب الجهاز في تراكم من الأنسجة الندبية المحيطة بها، وهي استجابة مناعية شائعة للأجهزة المزروعة. لكن النتائج تشير إلى أن هذا الندب لم يقلل بشكل كبير من أدائه العام.

“يمكنك أن تفكر في هذا كجهاز طبي حي مصنوع من خلايا بشرية تفرز الأنسولين، إلى جانب نظام إلكتروني لدعم الحياة. وقال دانييل أندرسون، كبير الباحثين في الدراسة، والأستاذ في قسم الهندسة الكيميائية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “نحن متحمسون للتقدم الذي تم إحرازه حتى الآن، ونحن متفائلون حقًا بأن هذه التكنولوجيا يمكن أن تساعد المرضى في نهاية المطاف”. إفادة من الجامعة.

في حين أن هذا البحث لا يزال مبكرًا، فإن الفريق يتصور أنه يمكن استخدامه في النهاية لحالات طبية أخرى تعتمد على إمدادات منتظمة من البروتينات المنتجة خارجيًا، مثل أشكال معينة من فقر الدم المعالج بالإريثروبويتين. في الوقت الحالي، يأمل الفريق بعد ذلك في اختبار أجهزتهم على حيوانات أكبر قبل الانتقال إلى ذلك البشر. ويخططون أيضًا لمعرفة ما إذا كان بإمكان أجهزتهم البقاء بأمان وفعالية داخل الجسم لفترات أطول من الوقت.

وقال أندرسون: “نحن متفائلون بأنه سيكون من الممكن صنع أجهزة طبية حية يمكنها البقاء في الجسم وإنتاج الأدوية حسب الحاجة”.