المستقلة/- ابتكر فريق من العلماء الأمريكيين جهازا جديدا قابلا للزرع قد يغني قريبا عن حقن الأنسولين لمرضى السكري من النوع الأول.
وهو جهاز زرع جديد يحتوي على “مصنع أوكسجين” مدمج يمكن أن يحل قريبًا محل حقن الإنسولين للأشخاص الذين يعانون من السكري من النوع 1..
قام باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتطوير جهاز صغير الحجم يشبه العلكة ينتج إمدادًا لا نهائيًا من الأوكسجين الضروري لزرع خلايا تنتج الإنسولين في جسم الشخص المصاب بالسكري.
تم اختبار الجهاز على الفئران، وله الإمكانية للقضاء على حاجة المصابين بالسكري إلى مراقبة مستويات السكر في الدم باستمرار وحقن أنفسهم بالإنسولين.
ويقول العلماء، الذين يخططون قريبًا لاختبار الجهاز على البشر، إنه يمكن أيضًا تكييفه لعلاج الأمراض الأخرى التي تتطلب تسليم متكرر للبروتينات.
الجهاز الصغير حوالي حجم عملة ربع دولار. يعتمد على قدرته على تفتيت بخار الماء إلى مكوناته – الهيدروجين والأوكسجين. ثم يخزن الأوكسجين في غرفة لإمداد الخلايا المزروعة بالإنسولين الذي تنتجه.
الدكتور دانيال أندرسون، أستاذ هندسة الكيمياء في MIT وقائد في تطوير الجهاز، يقول: “يمكنك أن تفكر في هذا كجهاز طبي حي يتكون من خلايا بشرية تفرز الإنسولين، جنبًا إلى جنب مع نظام الدعم الإلكتروني.”
القدرة على إدارة السكري من النوع 1 بدون الحاجة إلى عمليات مملة ومؤلمة لفحص مستوى السكر في الدم وحقن الإنسولين مرة واحدة في اليوم ستمثل انتصارًا كبيرًا لحوالي مليوني أمريكي يعيشون مع هذا المرض.
لكن هذه العملية تفتقر إلى الاستجابة المعقدة التي تتمتع بها جسم شخص غير مصاب بالسكري ولا تعيد إنتاج قدرة الجسم الطبيعية على التحكم في مستوى السكر في الدم.
الدكتور أندرسون يقول: “معظم المرضى المعتمدين على الإنسولين يحقنون أنفسهم بالإنسولين، ويبذلون قصارى جهدهم، لكنهم ليس لديهم مستويات سكرية صحية. إذا نظرتم إلى مستويات السكر في دمهم، حتى بالنسبة للأشخاص الذين يكرسون أنفسهم للعناية، فإنهم ببساطة لا يمكن أن يتناسبوا مع ما يمكن أن تقوم به بنكرياس حي.”
واجه الباحثون مشكلة في كيفية توفير الكمية الكافية من الأوكسجين للخلايا المزروعة التي تنتج الإنسولين للتعامل مع انخفاض مستوى السكر في الدم، ولكنهم اكتشفوا طريقة لتفكيك بخار الماء في الجسم إلى مكوناته، الهيدروجين والأوكسجين.
الأوكسجين يذهب إلى الغرفة التخزينية في الجهاز التي تغذي الخلايا المزروعة التي تنتج الإنسولين والتي يمكنها الاستجابة لارتفاع مستوى السكر في الدم فورًا.
النظام الذي طوره باحثو MIT يقضي أيضًا على الحاجة إلى الأدوية المثبطة للجهاز المناعي، التي تهدئ جهاز المناعة في الجسم حتى لا يهاجم الخلايا المزروعة معتبرًا إياها غزاة أجانب.
تلقت مجموعة واحدة من الفئران الجهاز الذي يحتوي على غشاء تفتيت بخار الماء. الفئران الأخرى تلقت جهازًا يحتوي على خلايا إنتاج الإنسولين المزروعة دون أي أوكسجين إضافي للحفاظ على إنتاج تلك الخلايا.
الفئران التي تلقت الزرعة الإلكترونية حافظت على مستويات سكر الدم الطبيعية بالمقارنة مع الحيوانات الصحية، بينما أصبحت الفئران اللواتي تلقين الجهاز مفرطات في مستويات السكر في الدم خلال حوالي أسبوعين.
الجهاز الصغير لا يحتاج إلى أسلاك أو بطاريات، ويتطلب فقط جهدًا صغيرًا يبلغ حوالي اثنين فولت تُولد من خلال ظاهرة تعرف باسم “الارتفاق المغناطيسي الترددي”.
تقوم لفائف مغناطيسية مُضبَّبة خارج الجسم – والتي يمكن ارتداؤها كشريحة على الجلد – بنقل الطاقة إلى هوائي مرن صغير داخل الجهاز، مما يتيح لنقل الطاقة اللاسلكي.
قال الدكتور أندرسون إن فريقه متحمس للتقدم الذي أحرزه الجهاز، مضيفًا “نحن متفائلون حقًا بأن هذه التكنولوجيا يمكن أن تساعد في نهاية المطاف المرضى.”
عادةً ما يؤدي هجوم الجهاز المناعي عند زرع جهاز طبي في الجسم إلى تراكم نسيج ندبي يُسمى الفيبروز، والذي يمكن أن يقلل من فعالية الأجهزة.
شكل هذا النسيج الندبي حول الزرعات المستخدمة في الدراسة، لكن نجاح الجهاز في السيطرة على مستوى السكر في الدم يشير إلى أن الإنسولين كان لا يزال قادرًا على التشتت من الجهاز، والسكر داخله.
يمكن أيضًا استخدام هذا النهج الجديد المطور لتقديم الخلايا التي تنتج أنواعًا أخرى من البروتينات التي يجب تقديمها على مدى فترات طويلة، وأظهر باحثو MIT أن جهازهم يمكن أيضًا الاحتفاظ بالخلايا التي تنتج إريثروبويتين – بروتين يحفز إنتاج الكريات الحمراء.
قال الدكتور أندرسون: “نحن متفائلون بأنه من الممكن صنع أجهزة طبية حية يمكن أن تتواجد في الجسم وتنتج الأدوية عند الحاجة. هناك مجموعة متنوعة من الأمراض التي يحتاج فيها المرضى إلى تناول البروتينات من الخارج. في بعض الأحيان بشكل متكرر. إذا استطعنا استبدال الحاجة إلى الزرعات كل أسبوعين بزرعة واحدة يمكن أن تعمل لفترة طويلة، أعتقد أن ذلك يمكن أن يساعد حقًا العديد من المرضى.”
