Obecnie cukrzyca staje się światową epidemią - choruje na nią prawie 350 milionów ludzi. Przyczyny tej choroby są złożone, jednak związana jest ona głównie z współczesnymi nawykami żywieniowymi i brakiem aktywności fizycznej. Kiedy jemy, wzrasta poziom glukozy we krwi. Wysoki poziom cukru jest wykrywany przez trzustkę, która wydziela więcej anabolicznego hormonu peptydowego, zwanego insuliną.
Pełni on rolę regulatora i pozwala na dotarcie glukozy do różnych organów, gdzie może być magazynowana lub przetworzona na energię. W ten sposób cukier we krwi wraca do normalnego poziomu.
U diabetyków trzustka wydziela zbyt mało insuliny lub nie wydziela jej wcale, więc ich poziom cukru we krwi pozostaje wysoki. W takim przypadku mówimy o hiperglikemii, która w dłuższej perspektywie może pogorszyć stan tętnic i nerwów chorego.
Nie istnieje jeszcze żaden cudowny lek na cukrzycę. Często konieczne jest stosowanie insuliny, nawet w codziennych dawkach. Chorzy muszą kontrolować poziom cukru we krwi kilka razy dziennie i dostosowywać do niego dawki insuliny. I chociaż nastąpił postęp w technice podawania hormonu i diabetycy korzystają obecnie z pomp insulinowych, to jednak terapia cukrzycy pozostaje wciąż męcząca i uciążliwa.
Zespół naukowców z University of North Carolina może rozwiązać ten problem. W pracy opublikowanej w przeglądzie ACS Nano badacze zaprezentowali swój wynalazek - nanocząstki zdolne do wydzielania insuliny "na żądanie" (kiedy we krwi wzrasta poziom glukozy) u myszy laboratoryjnych. Technologia ta może znacznie poprawić jakość życia chorych.
Zobacz również:
Nanocząstki zbudowane są z wewnętrznego rdzenia z insuliną, otoczonego płaszczem wielkocząsteczkowego polimeru glukozy zwanego dekstranem. Ta zewnętrzna warstwa zawiera również enzym - oksydazę glukozową, zdolną do przekształcenia cukrów zawartych we krwi w kwas glukonowy. Dextran podobnie jak kwas glukonowy nie jest toksyczny i rozpuszcza się w organizmie.
W przypadku wystąpienia hiperglikemii oksydaza glukozowa wytwarza cząsteczki kwasu glukonowego, który atakuje zewnętrzny płaszcz z dekstranu i uwalnia zawartą w rdzeniu nanocząstki insulinę. Wydzielony hormon pozwala glukozie dotrzeć do komórek organizmu i obniża poziom cukru we krwi.
Aby uniknąć rozproszenia nanocząstek w organizmie, naukowcy umieścili je w porowatej warstwie z materiałów biokompatybilnych (biotolernacyjnych), naładowanych ujemnie lub dodatnio. Cząstki ujemne i dodatnie przyciągają się, aby stworzyć sieć nanometryczną. Porowatość zewnętrznej warstwy pozwala na dotarcie glukozy do subwarstwy z oksydazą glukozową i powstanie reakcji łańcuchowej prowadzącej do uwolnienia insuliny.
Naukowcy przetestowali nanocząstki na myszach laboratoryjnych. Okazało się, że jeden zastrzyk pozwolił na utrzymanie prawidłowego poziomu cukru we krwi u myszy przez dziesięć dni.
- Technologia ta jest rodzajem sztucznej trzustki, zdolnej do wydzielania insuliny w odpowiedzi na wzrastający poziom cukru we krwi - wyjaśnia Zhen Gu, jeden z autorów projektu.
Badacze chcą teraz przetestować swoją metodę na ludziach.
Komentarze do: Cukrzyca - nowa terapia nanocząstkami z insuliną