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El páncreas artificial rastrea dos hormonas
Manejar la diabetes tipo 1 es una hazaña de organización y control. Cuanto mejor pueda controlar un diabético el nivel de azúcar en sangre, es menos probable que surjan complicaciones de salud a largo plazo. Pero incluso con dispositivos como bombas de insulina automáticas, que liberan una dosis continua de insulina, los diabéticos aún deben recordar agregar una dosis adicional de insulina en las comidas, y muchos pasan una cantidad significativa de tiempo cada día con niveles de azúcar en sangre más altos o más altos. más bajo de lo normal.
Los científicos han estado trabajando para desarrollar un sistema de páncreas artificial que monitorearía los niveles de azúcar en sangre y los normalizaría automáticamente, sin intervención humana. Un ensayo clínico preliminar detallado este mes en Medicina traslacional de la ciencia marca un avance significativo en la creación de un sistema totalmente automatizado. El sistema pudo controlar el azúcar en sangre en un pequeño grupo de pacientes diabéticos, incluso cuando los pacientes consumían comidas altas en carbohidratos, que es uno de los principales desafíos para los sistemas de páncreas artificiales.
La mayoría de los sistemas de páncreas artificial en desarrollo combinan un monitor de azúcar en sangre con una bomba de insulina. El dispositivo de este estudio agrega otro componente que monitorea la hormona glucagón, que contrarresta la insulina. El glucagón ayuda a evitar que los niveles de azúcar en sangre bajen demasiado si se administra demasiada insulina. Aunque los diabéticos todavía producen glucagón, no siempre funciona correctamente.
Creemos que el glucagón es una medida adicional importante de seguridad, dice Steven Russell , endocrinólogo del Hospital General de Massachusetts, quien codirigió la investigación. Russell explica que la hipoglucemia puede ser un problema importante para los diabéticos; paradójicamente, cuanto mejor controlen los diabéticos su azúcar en sangre, mayor será el riesgo. La hipoglucemia, que ocurre cuando el nivel de azúcar en sangre baja demasiado, puede provocar sudoración, temblores, mareos y confusión y, en algunos casos, puede poner en peligro la vida.
El nuevo estudio fue diseñado principalmente para probar un algoritmo que el equipo desarrolló para predecir la cantidad de insulina y glucagón necesarios para mantener normales los niveles de azúcar en sangre. Edward Damiano , bioingeniero de la Universidad de Boston y codirector del estudio, dice que debido a que la insulina se absorbe y elimina del cuerpo lentamente, el algoritmo no puede simplemente responder al nivel actual de azúcar en sangre, sino que también debe anticipar hacia dónde se dirige. En cada dosis, realiza un seguimiento del aumento de insulina que se administra, así como de la disminución de las dosis anteriores, dice.
El sistema se probó en 11 adultos con diabetes tipo 1 durante un período de 27 horas, durante el cual los sujetos consumieron tres comidas ricas en carbohidratos. En lugar de depender de un monitor de glucosa debajo de la piel, los investigadores tomaron lecturas directas de azúcar en sangre de la sangre cada cinco minutos. Luego, el software calculó la cantidad de insulina y glucagón necesarios. Las dosis fueron administradas por enfermeras.
En el primer ensayo, el sistema mantuvo los niveles de azúcar en sangre normales para seis de los sujetos, pero los otros cinco experimentaron hipoglucemia que debían ser rescatados bebiendo jugo de frutas. Los investigadores encontraron que estos cinco pacientes tardaron mucho más de lo previsto en absorber y eliminar la insulina que recibieron. Así que ajustaron los parámetros del sistema para que coincidieran con una tasa de absorción de insulina más lenta y volvieron a probar a los mismos sujetos. Luego, el sistema pudo mantener bajo control los niveles de azúcar en sangre de todos los participantes, aunque los niveles fueron ligeramente más altos en aquellos que habían absorbido insulina rápidamente en el primer ensayo.
Bruce Buckingham , un endocrinólogo pediátrico de la Universidad de Stanford que no participó en el trabajo, dice que demostrar que el sistema funciona incluso después de que los sujetos hayan ingerido comidas abundantes es un logro clave. Lidiar con las comidas es el verdadero obstáculo para el desarrollo de cualquier páncreas artificial, dice. Un estudio reciente de un grupo de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, probó un sistema similar, pero solo durante la noche, cuando los pacientes no estaban comiendo. Buckingham dice que otro desafío para los dispositivos será manejar los períodos de ejercicio, lo que también hace que el azúcar en sangre fluctúe.
El equipo detrás del nuevo dispositivo está planeando una prueba adicional con un monitor continuo de glucosa aprobado por la FDA y un sistema automatizado para administrar las dos hormonas. Esta prueba comparará el sistema de hormonas dobles con uno solo de insulina, cubrirá dos días e incluirá un período de ejercicio.
Aaron Kowalski , director del Proyecto de Páncreas Artificial de la Fundación para la Investigación de la Diabetes Juvenil, que financió parcialmente el estudio, dice que el sistema insulina-glucagón representa el futuro de las tecnologías del páncreas artificial. Nuestro objetivo final es tratar de acercarnos lo más posible a una fisiología humana sin diabetes, dice. Pero llevar un sistema de este tipo al mercado será un desafío. Kowalski dice que no hay bombas aprobadas por la FDA que suministren dos sustancias diferentes, y el glucagón se usa actualmente solo en emergencias cuando los pacientes diabéticos se vuelven peligrosamente hipoglucémicos; se presenta en forma de polvo que debe reconstituirse.
En el plazo más inmediato, Kowalski cree que los dispositivos de páncreas artificial solo con insulina estarán disponibles mucho antes. Una bomba de insulina que puede apagarse automáticamente cuando el nivel de azúcar en sangre baja demasiado ya ha sido aprobada en Europa. Y el Proyecto de páncreas artificial está trabajando con Corporación Animas , que fabrica monitores de glucosa, en un sistema que monitorea el azúcar en sangre pero solo administra insulina automáticamente cuando los niveles de azúcar en sangre caen por encima o por debajo de un cierto rango. Kowalski cree que un dispositivo de este tipo, aunque no automatiza por completo la administración de insulina, puede ofrecer a los diabéticos una tranquilidad crucial.