Електронний імплант без ліків знижує цукор у крові мишей
Імплант без ліків, клітин і ферментів може видаляти надлишок цукру з крові мишей із діабетом 2 типу, повідомляють дослідники. Робота груп з ETH Zurich, Базельського університету та Університету Ліона вийшла 22 жовтня в журналі Science; її очолював Мартін Фуссенеггер. Поки що пристрій випробували лише на мишах і на лабораторному стенді.
Як працює пристрій
Пристрій під назвою ECHO (electrocatalytic closed-loop health optimization — електрокаталітична оптимізація здоров’я із зворотним зв’язком) отримує енергію бездротовим способом на частоті 13,56 МГц. Каталізатор — золоті нанокластери, декоровані платиною, усередині графітового войлоку. Коли каталізатор увімкнено, він окиснює глюкозу крові до глюконату, який виводять нирки й організм виділяє із сечею. Електроніка міститься в корпусі, надрукованому на 3D-принтері.
Імплантом керують за замкненим контуром. За даними ETH, серійний датчик глюкози подає через Bluetooth сигнал на смартфон або смартгодинник, які вмикають каталізатор, коли цукор надто високий; досягнувши цільового рівня, пристрій сам вимикається. У мишей система працювала за напруги 0,75 В і сили струму 10 мА. У випробуванні на стенді каталізатор перетворював глюкозу в 5 літрах живильного розчину — ETH порівнює цей об’єм з обʼємом крові людини.
Що сталося в мишей
У мишей із діабетом 2 типу контроль глюкози відновився протягом години. Обмін речовин змістився зі спалювання глюкози на спалювання ліпідів: знизилися маса тіла й тригліцериди, а рівень вільних жирних кислот і кетонових тіл у крові зріс. За 6 тижнів лікування дослідники не виявили гіпоглікемії (небезпечно низького цукру в крові) та жодних несприятливих фізіологічних, запальних чи поведінкових ефектів.
У статті цей стан названо «діабезністю» (diabesity) — діабет 2 типу разом з ожирінням; за оцінкою авторів, ним страждають понад 2,5 млрд людей у світі, а витрати становлять майже 3 трлн доларів на рік.
«Десятиліттями ми лікували діабет, підказуючи організму, як керувати глюкозою. Тепер ми показуємо, що можемо взяти контроль над глюкозою напряму — за допомогою електроніки, а не ліків». — Мартін Фуссенеггер, ETH Zurich
Фуссенеггер зазначив, що система працює за дуже низької напруги, експерименти не виявили ознак пошкодження тканин ані електричним, ані тепловим впливом, а каталізатор вмикається, лише коли глюкози надто багато.
Застереження
В ETH заявляють, що команда ще не випробовувала пристрій на людях. Лікування в мишей тривало 6 тижнів. Фуссенеггер розповів Live Science, що далі будуть випробування на інших лабораторних тваринах, а потім на людях. Більше — у розділі «Здоров’я».