Elektrikle çalışan implant fare deneyinde şekeri düşürdü

İsviçre'de araştırmacılar, tip 2 diyabet tedavisine bambaşka bir yoldan yaklaşan deneysel bir elektronik implant geliştirdi. Cihaz, insülin ya da geleneksel ilaçlar yerine elektrik enerjisinden yararlanıyor ve kandaki fazla şekeri vücudun idrarla atabileceği bir maddeye çeviriyor. Diyabetli farelerde yapılan ilk denemelerde sistem hem kan şekerini düzenledi hem de kilo kaybına yol açtı. Çalışma Science dergisinde yayımlandı.

İmplant nasıl çalışıyor?

Çalışmayı, ETH Zürih'in Basel'deki Biyosistem Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nde profesör olan Martin Fussenegger yönetiyor. Ekibin önceki sistemleri, mühendislik ürünü genetik ağlara dayanıyordu ve canlı hücreler gibi biyolojik bileşenler gerektiriyordu. Bu bileşenler bağışıklık uyumu, uzun süreli kararlılık, üretim ve onay süreçleri açısından zorluk çıkarabiliyordu.

Yeni yaklaşımda katalizör tamamen inorganik malzemelerden yapıldı; canlı hücre, enzim ya da başka biyolojik öğe kullanılmıyor. Cihazın merkezinde, küçük altın kümeleriyle kaplı bir grafit keçe var. Altın yapıların üzerinde ise daha da ufak platin parçacıkları bulunuyor. Glikozun işlenmesini sağlayan kimyasal tepkime bu özel yüzeyde gerçekleşiyor. Fussenegger'e göre malzemeler deneyler sırasında çok iyi biyouyumluluk gösterdi.

Sistemde, 3B yazıcıyla üretilmiş bir kılıf içinde elektronik bir denetleyici de yer alıyor. İmplant kablolu bağlantı yerine 13,56 MHz frekansında kablosuz enerji alıyor. Bu frekans, sanayi, bilim ve tıp uygulamaları için uluslararası düzeyde ayrılmış durumda.

Şeker glukonata dönüşüyor

Teknoloji, fazla glikozu idrarla atılabilen glukonata çeviriyor. Normalde glikoz hücrelere enerji sağlar; ihtiyaçtan fazlası ise sonunda yağ olarak depolanabilir. İmplant glikozun bir kısmını glukonata dönüştürdüğü için bu kısım metabolize edilip dokularda depolanmıyor. Araştırmacılara göre bu durum yağ birikimini azaltmaya yardımcı olabilir.

Süreç otomatik işliyor. Pek çok diyabetlinin koluna taktığı türden bir sensör, dokudaki glikoz düzeyini sürekli ölçüyor. Örneğin yemekten sonra seviye yükselirse sensör Bluetooth ile akıllı telefona ya da akıllı saate sinyal gönderiyor. Bağlı cihaz implantı devreye sokuyor ve katalizörün glikozu dönüştürmesi için gereken elektriği sağlıyor. Şeker istenen aralığa döndüğünde implant kendiliğinden kapanıyor. Kapalı döngü denetimi denen bu düzenek, kan şekerinin tehlikeli biçimde düşmesini önlemeyi amaçlıyor.

Farelerde altı haftalık sonuçlar

Ekip önce laboratuvarda, içinde glikozlu besin çözeltisi bulunan 5 litrelik bir haznede deneme yaptı. Bu hacim, yetişkin bir insanın vücudunda dolaşan kan miktarına yaklaşık denk geliyor. Katalizör bu ölçekteki çözeltide glikozu dönüştürebildi; bu, tıbbi kullanım potansiyelini değerlendirmek için önemli bir adım olarak görülüyor.

Ardından sistem diyabetli farelere yerleştirildi. Cihaz hayvanların kan şekerini hassas biçimde düzenledi, fareler kilo da verdi. Altı haftalık testte implant güvenilir çalışmaya devam etti ve hayvanlar tarafından iyi tolere edildi.

Neden önemli?

Tip 2 diyabet dünya genelinde giderek daha fazla insanı etkiliyor ve çoğunlukla obezite, hareketsizlik ve uzun süre ihtiyaçtan fazla enerji alınmasıyla ilişkilendiriliyor. İnsülin, kas hücrelerinin kandaki glikozu almasına yardım ederek şekeri düşürür; ancak fazla enerji sorununu ortadan kaldırmaz. Vücut aldığı glikozu kullanmazsa fazlası yağa dönüşebilir. Bu nedenle bazı diyabet hastaları tedavi görürken bile kilo almayı sürdürebiliyor.

Yeni implant, şekeri yalnızca hücrelere yönlendirmek yerine vücuttan atılacak bir ürüne çevirdiği için bu soruna farklı bir cevap öneriyor. Yine de sonuçlar şimdilik yalnızca fareler ve laboratuvar ortamı için geçerli. Cihazın insanlarda güvenli ve etkili olup olmadığı klinik çalışmalarla gösterilmeden tedavi seçeneği olarak değerlendirilemez.