Nanoteknoloji Diyabetle Mücadelede Yardımcı Olabilir

MIT Üniversitesi’ndeki araştırma ekibinin çalışmalarına göre; “Enjekte edilebilir ‘nanojel’ kan şekeri düzeyine etki edebilir ve gerektiğinde insülin salgılayalabilir.”

MIT’de geliştirilen enjekte edilebilir nanopartiküller bir gün Tip 1 diyabetli hastaların kan şekeri düzeylerini sürekli olarak izleyerek ve kendileri enjekte ederek  insülin ihtiyacını ortadan kaldırabilir.

Nanopartiküller vücutta kan şekeri seviyesini algılamak ve uygun miktarda insülin salgılamak için tasarlanmıştır. Böylece Tip 1 diyabetli hastalarda imha edilmiş pankreas adacık hücrelerinin işlevini yerine getireceklerdir. Araştırmacılara göre bu tür sistem kan şekeri düzeylerini dengede tutarak hastaların yaşam kalitesini artırabilir.

MIT’nin Koch Enstitüsü’nün Bütünleştirici Kanser Araştırmaları ve Tıbbi Mühendislik & Bilim Enstitüsü üyesi ve Kimya Mühendisliğinde Doçent  Dr. Daniel Anderson’a göre,, “İnsülin gerçekten çalışıyor. Ama problem, insanlar Nanojel ile her zaman doğru miktarda insülin alamıyorlar. Uzun süre salınımlı bu sistem ile gerekli olan ilaç salgılanma miktarı vücut ihtiyacı ile orantılı şekilde olacaktır.”

Anderson, ACS Nano dergisinin son sayısında yeni sistemi açıklayan bir üst düzey makale yazarıdır. (Makaleye buradan ulaşabilirsiniz.) Makalenin baş yazarı Zhen Gu, Anderson’ın laboratuvarda eski bir doktora sonrası araştırmacısıdır. Araştırma ekibi, aynı zamanda Robert Langer, MIT’de David H. Koch Enstitüsü Profesörü ve Boston Çocuk Hastanesi Anesteziyoloji Bölümü’nden araştırmacıları içeriyor.

Pankreas’ın taklit edilmesi

Tip 1 diyabet hastaları bir gün içinde birkaç kez kan şekeri düzeylerini ölçmek için parmaklarını iğne ile delmeleri gerekmektedir. Seviyeleri yüksek olduğu zaman, bu hastalar yüksek kan şekerini düşürmek için insülini kendilerine enjekte etmeleri gerekmektedir.

Son yıllarda, birçok araştırmacı otomatik olarak glukoz düzeylerini tespit eden ve insülin salgılayan bir yapay pankreas gibi çalışan insülin-dağıtım sistemini geliştirmek için çalıştı. Bu yaklaşımda şeker seviyelerini ölçmek ve tepki vermek için hidrojeller kullanıldı. Fakat bu jeller insülin salınımına izin veren mekanik mukavemetle karşılaştılar veya tepki vermede yavaş kaldılar.

MIT ekibi glukoz düzeyleri değişikliklerine daha hızlı yanıt verecek ve yönetmesi daha kolay olan sağlam bir bio-uyumlu sistemi oluşturmak için yola çıktı.

North Carolina Devlet Üniveristesi ve Chapel Hill’deki University of North Carolina Biyomedikal Mühendisliği ve Moleküler Eczacılık Yardımcı Doçenti Dr. Gu, MIT’nin sistemi için diş macununa benzer yapıya sahip enjekte edilebilir bir jel-benzeri yapı şeklindedir diye açıklama yaptı. Jel her birinin karşılıklı etkileşimde olduğu karşıt yüklü nano-tanecikleri içeren bir karışım içeriyor.

Dekstran olarak bilinen değiştirilmiş polisakarit kullanarak, araştırmacılar asite duyarlı olan jel tasarlanmıştır. Her bir nanoparçacık glukonik asit içine glukozu dönüştüren bir enzim ile yüklü dekstran küreler içerir. Glukoz jel üzerinden serbestçe yayılabilir, böylece ne zaman şeker seviyesi yüksek olsa, enzim yerel çevre biraz daha asidik hale getirerek, büyük miktarda glukonik asit üretir.

Bu asidik ortam dekstran kürelerinin parçalanmasına neden olur ve insülin salınır. Insulin daha sonra kan dolaşımındaki glukozu glikojen halinde dönüştürerek normal işlevi yerine getirir.

Uzun süreli kontrol

Tip 1 diyabeti var olan fareler ile yapılan testlerde, araştırmacılar bir tek jel  enjeksiyon ile ortalama 10 gün normal kan şekeri düzeyinin koruduğunu buldular. Çünkü parçacıklar çoğunlukla polisakaritler oluşuryor, bunlar biyolojik olarak uyumlu olan ve sonunda vücutta parçalanan yapılardır.

Araştırmacılar şimdi pankreas adacık hücrelerinin hızında, glukoz düzeylerindeki değişikliklere daha hızlı yanıt veren parçacıklar geliştirmek için çalışıyorlar. Dr Go. Adacık hücreleri için  “Adacık hücreleri çok akıllılar. Onlar yüksek şeker seviyesini hissettikleri anda çok hızlı bir şekilde insülini serbest bırakıyorlar.”  dedi.

Araştırmacılar insanlarda nano parçacıkları test etmeden önce, sistemin dağıtım özelliklerini daha da geliştirmek ve insanlarda kullanım için gerekli olan dozu optimize etme için çalışmayı  planlıyorlar.

Konu ile ilgili olarak  Frank Doyle, Santa Barbara California Üniversitesi’nde Kimya Mühendisliği Profesörü ve araştırma ekibi üyesi değil, “Açıkçası uzun vadeli çalışmalar yapılması gerekmektedir, ancak dahili bir bakış açısıyla, doğal bir pankreatik beta hücresi gibi insülin teslimini; glukozu algılamayı entegre ederek yapması diyabetli bireylerde kan şekeri normalleştirmesi için çok akıllı bir yaklaşımdır.” diye açıklama yaptı.

Bu araştırma Leona M. ve Harry B. Helmsley Charitable Trust ve Tayebati Aile Vakfı tarafından finanse edilmektedir.

(Kaynak: http://web.mit.edu/newsoffice/2013/nanotechnology-could-help-fight-diabetes-0516.html)