مرکز تحقیقات علمی پیشرفته جواهر لعل نهرو (JNCASR)، در بنگالورو. | اعتبار عکس: عکس فایل
دانشمندان در مرکز تحقیقات علمی پیشرفته جواهر لعل نهرو (JNCASR) یک سیستم هیدروژل مبتنی بر ابریشم جدید ساخته اند که از لوزالمعده تقلید می کند و یک پیشرفت بالقوه در تحویل انسولین برای درمان دیابت ارائه می دهد.
انتظار می‌رود این رویکرد نوآورانه روشی کارآمدتر و پاسخ‌دهنده‌تر برای آزادسازی انسولین ارائه کند و به چالش‌های پیش روی افراد مبتلا به دیابت نوع 1 و مرحله پیشرفته نوع 2 رسیدگی کند.
پروفسور T. Govindaraju و تیمش از آزمایشگاه شیمی بیو آلی، واحد شیمی جدید در JNCASR، گفتند که انگیزه آنها موفقیت یک سیستم آزادسازی غیرفعال انسولین قبلا توسعه یافته بود. در آن مطالعه، انسولین در فیبروئین پروتئین ابریشم کپسوله شد و به زیر پوست تزریق شد که منجر به انتشار آهسته انسولین در یک دوره پنج روزه شد. با تکیه بر این یافته ها، تیم پروفسور Govindaraju پروتئین ابریشم را برای ایجاد یک سیستم فوق هوشمند که انسولین را در پاسخ به سطوح گلوکز در خون آزاد می کند، اصلاح کردند.
“هدف ایجاد سیستمی بود که عملکرد پانکراس را تقلید کند، عضوی که مسئول تولید و ترشح انسولین در بدن است، تامین مداوم و کنترل شده انسولین در پاسخ به سطوح گلوکز بالا در بدن، برای مدیریت دیابت. پروفسور گوویندارجو گفت.
در این مطالعه، محققان عناصر خاصی را به سیستم اضافه کردند که به سطوح غیرطبیعی گلوکز در بدن پاسخ می‌دهد و در صورت نیاز باعث ترشح انسولین می‌شود. با تزریق فرمول ابریشم، ژلی در زیر پوست تشکیل می‌شود که به عنوان یک محل ذخیره کوچک برای انسولین عمل می‌کند.
سپس انسولین – هورمونی که نقش مهمی در کنترل قند خون دارد – به صورت کنترل شده از این محل ذخیره سازی ترشح می شود و به حفظ سطح مناسب قند خون در بیماران مبتلا به دیابت کمک می کند.
سطح بالای گلوکز خون، که نشان دهنده نیاز به انسولین است، باعث آزاد شدن انسولین از ژل می شود. این سیستم شبیه به داشتن یک دستگاه کوچک و خودتنظیمی است که در صورت نیاز مقدار مناسب دارو را در اختیار ما قرار می دهد.
برای بهبود توانایی این ژل برای آزادسازی انسولین، این تیم از یک مولکول حساس به گلوکز به نام اسید فنیل بورونیک (PBA) و یک آنزیم به نام گلوکز اکسیداز (GOx) استفاده کردند. این اجزا با هم کار می کنند تا تغییرات در سطح گلوکز را حس کنند و باعث آزاد شدن انسولین از ژل شوند.
هنگامی که ژل زیر پوست تزریق می شود، ساختار اسفنج مانند آن به نگه داشتن و آزادسازی انسولین در صورت نیاز کمک می کند و آن را به یک پلت فرم هیدروژل پاسخگو به گلوکز برای ترشح انسولین تبدیل می کند.
در درازمدت، این سیستم هوشمند به طور بالقوه می‌تواند راه طبیعی‌تر و شخصی‌سازی‌شده‌تری را برای تحویل انسولین، تقلید از توانایی آزادسازی انسولین پانکراس، ارائه دهد.
آزمایش‌های اولیه روی موش‌ها نتایج امیدوارکننده‌ای را از نظر اثربخشی و زیست سازگاری نشان داد. این به طور موثر تحویل انسولین را کنترل می کند و سطح قند خون را عادی می کند. با این حال، انتقال به آزمایش‌های انسانی و توسعه بیشتر، مشروط به مشارکت صنعتی و تأمین مالی است.
در حالی که کاربردهای بالقوه این سیستم مبتنی بر ابریشم پیشنهادی بسیار زیاد است، از تحویل دارو، بهبود زخم گرفته تا مهندسی بافت برای شرایط مختلف پزشکی، تیم اکنون در حال کار بر روی همکاری‌های صنعتی برای پیاده‌سازی این سیستم است.
سیستم تحویل انسولین مبتنی بر ابریشم در واقع پتانسیل تغییر زندگی را دارد و روشی راحت‌تر و پاسخ‌گوتر برای مدیریت دیابت بدون دردسر تزریق‌های سنتی انسولین ارائه می‌دهد.