Nanogel rídí diabetes typu 1

Rozsírený systém pro uvolnování inzulínu obsahující injekcní gel z nanocástic muze jednoho dne pomáhat pacientum s diabetem typu 1 zvládat jejich stav, aniz by museli neustále testovat svuj krevní cukr a podávat si s inzulínem.
Navrzené v Massachusetts Institute of Technology (MIT) v USA, jednou v tele, nanocástice pocitují koncentraci glukózy v krvi a automaticky vylucují odpovídající mnozství inzulínu, aby se udrzely na správné úrovni.
Daniel Anderson, profesor chemického inzenýrství, vede laborator, která navrhla nanogel. Ríká ve svém prohlásení:
"Inzulin skutecne funguje, ale problém je, ze lidé ne vzdy dostanou to správné mnozství." S tímto systémem prodlouzeného uvolnování, mnozství vylucovaného léciva je úmerné potrebám tela."
Anderson, který je také clenem Koch Institute for Integrative Cancer Research a Institutu pro lékarské inzenýrství a vedy MIT, a jeho kolegové, píse o nanogelu a jeho testování u mysí v clánku publikovaném on-line v casopise ACS Nano dne 2. kvetna.
Vedci doufají, ze jejich systém nebo neco podobného jednou zlepsí kvalitu zivota lidí s diabetem typu 1, takze nemusí drzet prickery prsty, aby zkontrolovali hladinu cukru v krvi a neustále injektovali s inzulínem, aby rozrusili jakoukoli nadbytek cukru.

Pokus o vytvorení "umelé pankreatu"

Ve skutecnosti je nanogel navrzen tak, aby fungoval jako bunek ostruvku pankreatu, které udrzují hladinu glukózy v krvi na správné úrovni vylucováním inzulínu a dalsích hormonu. Tyto bunky jsou zniceny u lidí s diabetem typu 1.
Není to poprvé, co se výzkumníci pokousejí navrhnout systém "umelého pankreatu", který automaticky reaguje na hladiny glukózy s inzulínem a jinými hormony.
Nekteré z vyvinutých systému pouzívají infuzní cerpadla. Napríklad na zacátku letosního roku vedci v Montrealu oznámili úspech s duálním hormonem umelým pankreasem, který je rízen inteligentním dávkovacím algoritmem.
Jiný prístup vyuzívá hydrogely k merení a reakci na hladiny glukózy, ale Anderson a kolegové poznamenávají, ze tyto reakce jsou pomalé nebo postrádají mechanickou pevnost, coz inzulínu umoznuje unikat, pokud to není.

S jejich nanogelem se tým MIT domníval, ze by mohli navrhnout robustní a snadno pouzitelný biokompatibilní systém, který by rychle reagoval na zmeny hladiny cukru v krvi.

Injekcní nano-sít, která reaguje na glukózu a uvolnuje inzulín

Nanotechnologie je pomerne nová oblast, která rychle roste, kdyz se vedci naucí manipulovat s hmotou na atomové a molekulární úrovni a vytváret materiály s pozoruhodne pestrými a novými vlastnostmi.
Nanogel, který vyvinul tým MIT, je "injektovatelná a kyselinou rozlozitelná polymerní sít", která vypadá a vypadá jako zubní pasta. Obsahuje smes proti sobe nabitých nanocástic, které se navzájem pritahují. Tím se udrzuje gel spolecne a zastaví se nanocástice, které se v tele odvádejí pryc.
Aby se nanogel reagoval na zvýsenou kyselost, Anderson a jeho kolegové pouzívali dextran, modifikovaný polysacharid. Kazdá nanocástic v gelu obsahuje kulicky dextranu naplnené inzulínem a enzym, který prevádí glukózu na kyselinu glukonovou.
Molekuly glukózy mohou snadno vstoupit a difundovat pres gel. Kdyz jsou hladiny vysoké, prechází pres gel mnoho glukózy a uvolnuje enzym, který ho prevádí na kyselinu glukonovou. To zvysuje kyselost, která spoustí uvolnování inzulinu.

Testy na mysích ukazují, ze je mozná dlouhodobá kontrola

Nejprve vedci testovali nanogel ve zkumavkách s ruznými hladinami glukózy a ukázali, ze mohou reagovat a uvolnovat inzulín.
Kdyz testovali u zivých mysí, zjistili, ze jedna injekce udrzované krevní glukózy nanogel je normální az po dobu 10 dnu.
"Jedna injekce rozvinutých nano-sítí usnadnila stabilizaci hladin glukózy v krvi v normoglykemickém stavu (
Protoze nanogel je vyroben prevázne z polysacharidu, je biokompatibilní a nakonec se v tele zhorsuje.
Tým nyní chce zjistit, zda mohou zmenit gel, aby reagoval rychleji na zmeny hladin glukózy. V ideálním prípade chtejí, aby reagovala stejnou rychlostí jako bunek ostruvku v pankreatu: velmi rychle uvolnují inzulin, jakmile pocítí vysokou hladinu cukru.
Jeste je treba udelat nejakou práci, nez bude gel pripraven k lidským zkouskám. Napríklad tým chce zlepsit schopnost gelu dodat a jemne naladit dávkovací mechanismus pro lidské pouzití.
Prostredky z Leona M. a Harry B. Helmsley Charitable Trust a Tayebati Family Foundation pomohly financovat studii.
Napsal Catharine Paddock PhD