Новшества в лечении сахарного диабета

Согласно последним оценкам Всемирной организации здравоохранения сегодня 422 млн людей во всем мире страдают от сахарного диабета, и эта цифра постоянно увеличивается. Это означает, что один из одиннадцати людей на нашей планете каждый день должен следить за своей диетой, контролировать уровень сахара в крови, бороться с болезнью, которая может вызвать инсульт или сердечный приступ, привести к потере зрения или отказу почек, ампутации ног.

Борьба с этим заболеванием стала одной из наиболее приоритетных задач ученых и исследователей, работающих в сфере здравоохранения и фармацевтики. И пока решение для излечения от диабета не найдено.

Зато в последние годы появилось много современных технологий, которые помогают диабетикам контролировать течение своего заболевания — следить за уровнем сахара в крови и давлением, контролировать свою диету и вес и т.п. И еще более значительные изменения в этом направлении ожидаются в ближайшие несколько лет.

И мы хотим вас познакомить с несколькими примерами таких технологий, которые могут быть полезны диабетикам уже сейчас или в ближайшем будущем.

Цифровые контактные линзы

Хотя Google и прекратила дальнейшую разработку своих умных очков, она не остановила другие проекты, в которых интегрированы устройства для зрения и новейшие технологии. Совместно с фармацевтическим гигантом компанией Novartis они работают над созданием контактных линз, которые смогут отслеживать уровень сахара в крови по слезной жидкости и пересылать эти данные в смартфон. Предполагается также, что эти линзы смогут автоматически фокусироваться, чтобы компенсировать возрастную дальнозоркость. Проект испытывает значительные трудности, но работа продолжается. Предполагается, что на рынке это устройство появится не ранее, чем через пять лет.

Геймификация

Разве не будет весело играть, чтобы сделать счастливым забавного монстра по имени Диабет вместо того, чтобы просто и скучно померить уровень сахара в своей крови? И такие игры для облегчения контроля диабета сегодня разрабатываются не только для маленьких диабетиков, но и для нашего внутреннего ребенка, который живет в глубине нашей души до старости.

Уже существуют увлекательные и полезные приложения для смартфонов, которые предназначены для помощи во всех этих скучных вещах, которые нужны диабетикам для поддержания здоровья и непрерывного лечения этой неприятной болезни. Например, австрийская компания MySugr выпустила несколько приложений, которые добавляют толику игры в традиционные программные продукты для диабетиков. Кроме этого, компания создала приложение mySugr Junior, которое помогает детям-диабетикам научиться, как правильно контролировать свой образ жизни и лечение. Это же приложение позволяет родителям контролировать терапию ребенка в то время, когда дети находятся не рядом с ними. Приложение похоже на игру, в которой ребенок получает очки за каждое правильное действие и цель которой заключается в ежедневном достижении определенного количества очков.

Карманные гаджеты

Когда вы живете с диабетом, вас всегда окружают множество вещей, необходимых для его контроля — глюкометр, тестовые полоски, ланцеты. Миниатюрный карманный гаджет, который объединяет в едином корпусе все это, может существенно облегчить вам жизнь. Как это делает, например, персональный глюкометр типа «все-в-одном» Dario, разработанный в Израиле. При этом он работает совместно с очень мощным мобильным приложением, помогающем вам контролировать свое состояние и лечение болезни более быстро, эффективно и точно.

Использование больших данных

Постоянный контроль своего организма позволяет держать наши заболевания «под опекой» и, значит, жить дольше и быть более здоровым, полностью сохраняя свои умственные, физиологические и психологические способности.

Компания Databetes разработала решение, которое помогает пациентам лучше контролировать свое состояние, обеспечивая удобный механизм измерения и использования показателей здоровья (уровень сахара, дозы инсулина, еда, активность и т.п.). В решении используется революционная концепция анализа больших данных, связанных с заболеванием каждого конкретного человека. При этом пациенты могут поддерживать друг друга с помощью возможностей социальных медиа и даже становиться «учителем» друг для друга. Как это делается, можно посмотреть в этом блоге.

Искусственная поджелудочная железа

Бионическая или искусственная поджелудочная железа в основном воспроизводит то, что делает этот орган в нашем организме, и позволяет диабетикам вести более удобную и устойчивую жизнь. Это устройство может в непрерывном режиме измерять уровень сахара в крови, решать на основе этого, когда необходимо ввести инсулин и в какой дозировке и впрыскивать лекарство. Сейчас такие устройства разрабатывают сразу несколько компаний и научных организаций.

Например, компания Bigfoot Biomedical разрабатывает искусственную поджелудочную железу на базе системы непрерывного контроля уровня сахара Dexcom G5 CGM. Компания разработала свои собственные алгоритмы, которые контролируют ввод инсулина в тело человека с помощью инсулиновой помпы, основываясь на данных этой системы. В настоящее время эти алгоритмы проходят тестирование в рамках клинического исследования.

Аналогичную систему разработали и исследователи университетской больницы в Монпелье (Франция) — она работает на базе сенсора (глюкометра), инсулиновой помпы и приложения на смартфоне. Принцип действия у нее примерно такой же, как и у разработки Bigfoot Biomedical. Система уже успешно прошла первые клинические испытания и может появиться на рынке уже в конце текущего года, утверждают ее создатели.

Первой же искусственной поджелудочной железой, вышедшей на рынок, стал продукт компании-ветерана в сфере изделий для диабетиков Medtronic. Это изделие — MiniMed 670G, способно автоматически впрыскивать необходимую и точно рассчитанную дозу инсулина пациенту с диабетом 1 типа, избавляя его таким образом от необходимости постоянно отслеживать уровень сахара в крови. Необходимое для начала продаж разрешение FDA (U.S. Food and Drug Administration, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) компания получила в сентябре прошлого года.

Сканер пищи

В настоящее время мы абсолютно ничего не знаем о том, что мы едим, не говоря уже о том, что мы должны есть. Сканеры еды обещают, что они могут сказать нам, сколько сахара содержит фрукт или каков процент алкоголя в напитке, который мы пьем. В этой сфере работало несколько компаний, но пока более или менее достоверных результатов добилась одна фирма — израильская фирма SCiO. Она разработала миниатюрный сканер пищи на основе спектрометра, который способен идентифицировать молекулярное содержание пищи, лекарств и даже растений. По утверждению разработчиков, устройству для произведения измерений достаточно несколько миллисекунд, после чего вся информация в понятном для пользователя виде появляется на смартфоне. Для своей работы устройство использует облачную базу данных. Эта база данных содержит информацию о различных материалах и продуктах — витаминах, калориях, активных ингредиентах в таблетках, даже об отзывах из продажи определенных товаров и многое другое. К сожалению, это устройство работает только с пищевыми продуктами, занесенными в базу (хотя она очень обширна), и не очень годится для оценки сложнокомпонентной пищи.

На этом же поле теперь играет и Google. Недавно компания объявила о новом проекте, получившем название Im2Calories, который использует алгоритмы глубокого обучения для оценки, сколько калорий содержится в пище, основываясь только на фотографии еды. Но этот проект находится на самом начальном этапе.

Беспроводной монитор уровня сахара в крови

Обычный глюкометр работает традиционным образом — вы колете ланцетом свой палец, наносите кровь на тестовую полоску и через несколько секунд получаете результат. Для тех, кто делает такой тест 5 — 10 раз в день, это достаточно утомительный и болезненный процесс.

Компания Abbott разработала носимую систему непрерывного мониторинга уровня глюкозы в крови FreeStyle Libre, которая предназначена для пользователей, которые вынуждены постоянно измерять содержание сахара. Система состоит из водонепроницаемого датчика, который крепится к задней части предплечья и устройства, которое беспроводным образом считывает и отображает показания датчика. Сенсор проводит измерения уровня сахара в крови каждую минуту, для этого используется тонкая иголка длиной 5 мм и шириной 0,4 мм, которая проникает в кожу. Считывание данных происходит за 1 секунду.

Цифровая татуировка

Исследователи давно и разными путями ищут способ, как избавить людей от боли и забот для мониторинга уровня сахара в крови. Кроме упомянутых выше беспроводных систем контроля сахара, исследуются и другие методы. Например, ученые Массачусетского технологического института разработали тонкий и гибкий пластырь, который измеряет уровень сахара в крови, анализируя пот, и автоматически впрыскивает нужное количество лекарства, нагревая миниатюрные иголки, проникающие сквозь кожу. Пока этот только прототип устройства, но, вполне возможно, через несколько лет этот метод уже будет использоваться и рядовыми диабетиками.

Персонализированная информация о лечении диабета

Совсем недавно мы писали о новом веб-ресурсе израильской компании Medvizor, который позволяет людям, страдающих от диабета или членам их семьи, создавать на нем свой медицинский профиль и получать персонализированную информацию, включая сведения о самых последних исследованиях и клинических испытаниях. Этот веб-сайт предлагает информацию, относящуюся не только к диабету, но и еще к более, чем 600 заболеваниям.

Принцип работы веб-ресурса основан на использовании движка на базе искусственного интеллекта, который в непрерывном режиме анализирует информацию в Интернете, выискивая там самую последнюю информацию о конкретных заболеваниях и их лечении. Программа собирает эту информацию и данные исследований, трансформирует их в отчет, который пациент может легко понять и который сделан в удобном для него виде. Обновления пациент получает ежедневно.

Умные носки

Компания Siren Care разработала специальные носки для диабетиков, которые предназначены для своевременного обнаружения воспаления кожи ступней. Такое раннее предупреждение позволяет предотвратить появление трудно излечимых язв и других симптомов диабета, которые могут привести к очень тяжелым последствиям.

Воспаление обычно сопровождается повышением температуры в местах потенциального появления язвы, а носки Siren Smart Socks могут контролировать температуру ног, что позволяет обнаружить потенциальную проблему еще до того, как воспаление преобразуется в рану. Все измеряемые данные хранятся прямо «в носках» и облачном хранилище.

Аналогичное «устройство» создали и израильские ученые из группы BioDesign. Это «умные» моющиеся носки SenseGo, в которые вшиты многочисленные датчики, отслеживающие давление, связанное с плохой позой, перенапряжением, неудобной обувью, т.е. все, что может привести к повреждению ноги диабетика. Точки давления регистрируются как электрические сигналы, данные о которых передаются в соответствующее приложение, информирующее пользователя о возможном риске. 

Эти носки могут частично компенсировать потерю ощущений, которая типична для диабетиков, предоставляя пациенту данные о боли, которую они не могут почувствовать.

Сахарный диабет — одна из самых прогрессирующих болезней человечества. Введение инсулина для человека с сахарным диабетом 1 типа пока ничем не заменимая процедура. Но благодаря новым методам лечения, возможно, в скором времени удастся освободить людей из плена этой тяжелой болезни.

Число людей, живущих с сахарным диабетом, уже 425 миллионов. К 2045 году таких людей в мире станет более 630 миллионов.

Если человек с сахарным диабетом не борется с ним — не следит за состоянием уровня глюкозы в крови, не соблюдает диету и норму физической нагрузки, не использует необходимые лекарства, а при необходимости — инсулин, то его ждут крайне тяжелые осложнения, лишение нормального образа жизни и ранняя смерть.

Наиболее тяжелая форма болезни — сахарный диабет 1 типа. В этом случае у человека погибают бета-клетки в его поджелудочной железе и его организм теряет возможность производить собственный гормон инсулин. Без инсулина клетки организма не в состоянии нормально существовать, в частности, получать глюкозу из крови — в результате человек погибает.

Сахарный диабет I типа составляет до 10% всех случаев диабета.

Среди детей наиболее распространенным является именно сахарный диабет 1 типа. Всего на данный момент им страдают более 1 миллиона детей по всему миру.

Единственным опробованным, массовым и надежным способом жизни с сахарным диабетом 1 типа на сегодняшний день является инсулинотерапия. Только постоянный мониторинг уровня сахара в крови (с помощью глюкометра или систем постоянного мониторинга, вроде Freestyle Libre или Dexcom ), постоянные инъекции инсулина с помощью шприц-ручек или инсулиновых помп и учет съеденного — дают шанс человеку на полноценную жизнь.

Если человек с сахарным диабетом успешно осуществляет самоконтроль и ему удается проводить успешную инсулинотерапию, то его качество жизни ничем не отличается от обычной, и он сможет реализоваться наравне со всеми — чему свидетельствуют многие очень успешные люди — политики, ученые, спортсмены и актеры с сахарным диабетом.

Однако инсулинотерапия не восстанавливает физиологическую саморегуляцию, требует постоянных усилий со стороны человека и его близких и сохраняет постоянный риск опасных состояний — гипогликемии и сопутствующих сахарному диабету осложнений.

Уже несколько десятилетий ведется поиск альтернативных решений проблемы сахарного диабета 1 типа. Одно из них — создание «искусственной поджелудочной железы», которая самостоятельно контролирует уровень сахара в крови и вводит необходимые дозы инсулина (1,2).

Второй путь — пересадка донорской поджелудочной железы или её фрагментов; пересадка островков поджелудочной железы (с бета-клетками) от человека или животных а также попытки искусственного выращивания инсулин-продуцирующих клеток из стволовых клеток для их последующего ввода в организм.

Но этот путь до сих пор сталкивался с существенными сложностями. Пересадки от человека — из-за крайне малого числа донорского материала по сравнению с требуемым, высокой стоимости и большого числа иммунных реакций организма на пересажанный материал.

Пересадки островков поджелудочной железы от животных также сталкиваются с большим числом трудностей. Главные из которых: нефункционирование должным образом пересаженных клеток, иммунный ответ организма и опасность заражения человека (и человеческой популяции в целом) болезнями животных-доноров.

В частности, чтобы сохранить эффективность пересаженных клеток, человеку приходится принимать сильные иммуннодепрессанты, тем самым существенно снижая собственную защитную систему и подвергая свою жизнь большому риску.

Крайне недостаточное число материала для пересадки от человека (донорами могут быть только погибшие люди) и серьезная (к счастью, пока гипотетическая) опасность заразить человечество зооинфекцией в случае пересадки клеток от животных стимулируют разработку технологий создания тканеинженерных конструкций, замещающих работу островков поджелудочной железы. Клетки, которые должны выполнять функцию погибших бета-клеток человека, либо выделяются из донорского материала, либо выращиваются из различного типа стволовых клеток и «закрепляются» в специальных биокаркасах.

К сожалению, попытки выращивания работающих островковых клеток из различного типа стволовых клеток пока не привели к тому уровню успешности, когда полученные клетки можно было бы использовать для лечения сахарного диабета. Биоинженерные же работы с клетками доноров вполне успешны.

Например, решением части проблем клеточной трансплантации является технология заключения островков поджелудочной железы в микрокапсулы, которые и вводятся больному сахарным диабетом 1 типа. Технология микрокапсулирования помогает изолировать клетки островков поджелудочной железы доноров от иммунной системы пациента. При этом сами клетки должны как можно дольше сохранять жизнедеятельность (осуществлять свободный обмен питательными веществами и кислородом) и эффективно выполнять свою основную функцию — производить инсулин в ответ на повышение уровня глюкозы в крови.

Современные технологии позволяют производить такие микрокапсулы из биосовместимых и нетоксичных материалов. Различные группы ученых во многих странах пытаются усовершенствовать данный метод.

Одна из недавно решенных задач – это уменьшение числа вводимых микрокапсул. Дело в том, что ранее, в процессе микрокапсулирования островков поджелудочной железы, большая часть микрокапсул оставалась пустыми. Из-за этого значительно увеличился объем имплантируемого материала, что сильно увеличивало иммунную реакцию после имплантации.

Для разделения микрокапсул использовались магнитные наночастицы и созданный с помощью 3D-печати чип с микроканалами, который и разделял полученные ранее микрокапсулы на пустые и те, в которых находились островки поджелудочной железы. В результате общий объем имплантата снизился почти на 80%.

Очищенные имплантаты вводились подкожно крысам с сахарным диабетом 1 типа — в результате в течение более 17 недель уровень глюкозы в крови животных восстанавливался до нормогликемии (<200 мг / дл).

Этот и подобные эксперименты дарят надежду миллионам больным сахарным диабетом на то, что в скором времени удастся совершить прорыв лечении одной из самых массовых болезней человечества.

Пока же больные сахарным диабетом 1 типа должны особо тщательно соблюдать процедуры инсулинотерапии, чтобы сохранить своё здоровье до массового внедрения новых технологий.

ТЕМЫ: Биология Здоровье Человек Болезни Диета Продолжительность жизни

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: