Väike implantaat võib aidata veresuhkrut ohjata

Teadlased katsetavad seadet, mis eemaldab verest liigse veresuhkru. Diabeediga hiirtel langes ka kehakaal, kuid inimkatsed seisavad veel ees.

Veresuhkur tõuseb liiga kõrgele, sensor märkab muutust ja nutitelefon annab naha alla paigaldatud seadmele korralduse tööle hakata. Implantaat muudab osa glükoosist teiseks ühendiks, mille neerud saavad organismist välja viia. Kui suhkrutase on piisavalt langenud, lülitub süsteem välja.

Sellist lahendust arendavad Šveitsi ETH Zürichi teadlased. Debasis Maity ja tema kolleegide loodud ECHO võiks tulevikus pakkuda uut võimalust 2. tüüpi diabeedi ja rasvumise ohjamiseks. Esialgu on selle toimivust näidatud hiirtel ja laborikatses.

Liigne suhkur viiakse organismist välja

Rasvumine ja 2. tüüpi diabeet esinevad sageli koos ning võivad teineteist keerukate hormonaalsete ja põletikuliste protsesside kaudu võimendada. Nende põimumist tähistatakse inglise keeles sõnaga diabesity.

ECHO tööpõhimõte on elektrokatalüüs: elektrienergia ja katalüsaatori abil käivitatakse keemiline reaktsioon. Seadmes muudetakse glükoos glükonaadiks, mis saab neerude kaudu väljuda. Nii eemaldatakse organismist ka osa glükoosiga seotud energiast.

Katalüsaatori alus on grafiitvilt, mille pinnal on kullast nanostruktuurid ja veel väiksemad plaatinaosakesed. Glükoosi muundamiseks ei vaja see elusrakke ega ensüüme. Seade saab elektrienergiat juhtmevabalt.

„Nüüd näitame, et saame glükoosi otseselt kontrollida, kasutades ravimite asemel elektroonikat,“ ütles uurimisrühma juht, ETH Zürichi biotehnoloogia ja bioinseneeria professor Martin Fussenegger ülikooli uudisloos.

Wireless electrocatalytic control of diabesity. The ECHO system combines continuous glucose monitoring with a wirelessly powered electrocatalytic implant that oxidizes excess glucose to gluconate for renal clearance. In mice with diabesity, autonomous closed-loop control restored glucose homeostasis, reduced body weight, and promoted fat utilization without glucose-lowering drugs. [Figure created with BioRender.com. Maity, D. (2026) https://BioRender.com/r5kl19g]

Sensor otsustab, millal seade töötab

ECHO ühendati nutitelefoni kaudu pidevalt töötava glükoositaset jälgiva seadmega. Kui glükoositase ületas ettemääratud piiri, aktiveeris süsteem implantaadi. Selline tagasiside võimaldab kohandada seadme tööd glükoositasemega.

Oluline on ka õigel ajal peatumine: eesmärk on eemaldada üleliigne glükoos, laskmata veresuhkrul ohtlikult madalale langeda. Ülikooli kirjelduse järgi lülitub süsteem soovitud taseme saavutamisel automaatselt välja.

Veresuhkru tase normaliseerus tunniga

Rasvunud ja 2. tüüpi diabeediga hiirtel taastus normaalne vere glükoosisisaldus seadme aktiveerimise järel ühe tunni jooksul. Selleks kasutati 0,75-voldist pinget ja 10-milliamprist voolutugevust.

Kuuenädalase ravi jooksul vähenesid loomade kehakaal ja vere triglütseriidide sisaldus. Samal ajal suurenesid vabade rasvhapete ja ketokehade sisaldused ning organismi energiakasutus nihkus glükoosilt rasvade poole.

Uuringu kokkuvõtte järgi ei tuvastatud katsetes liiga madala veresuhkru episoode ega kahjulikku mõju uuritud talitlus-, põletiku- või käitumisnäitajatele. Need tulemused kirjeldavad siiski konkreetseid loomkatseid, mitte seadme tõestatud ohutust inimestele.

Teadlased katsetasid lahendust ka viies liitris glükoosi sisaldavas toitainelahuses. Kogus vastab ligikaudu täiskasvanu veremahule, kuid lahusekatse ei näita veel, kuidas seade inimese organismis toimiks.

Eksperdid näevad võimalust ja lahtisi küsimusi

Tuftsi ülikooli teadlane José M. Ordovás hindas Science Media Centre Españale antud kommentaaris tööd leidlikuks ja hästi teostatud toimivustõendiks. Ta rõhutas aga, et uuriti väikeseid, kindla geneetilise muutusega hiirerühmi. Need ei esinda inimeste diabeedi ja rasvumise kogu mitmekesisust.

Ka katseaegu tuleb eristada: ravi hinnati kuue nädala jooksul, täielikult automaatset süsteemi aga 12 päeva vältel. Ordovási sõnul vajavad vastust pikaajalise ohutuse küsimused ning see, kuidas toimiks lahendus nõrgenenud neerutalitluse korral. Just neerud peavad reaktsiooniprodukti organismist eemaldama.

Valladolidi Río Hortega haigla sisearst José Pablo Miramontes González peab lähenemist paljulubavaks, kuid tuletab meelde: „Diabeet ja rasvumine on palju keerulisemad haigused kui lihtsalt liigne suhkur veres.“

Salamanca ülikooli farmakoloogiaekspert Josefa García Barrado osutab vajadusele uurida, kas muutused reaktsioonikeskkonnas, näiteks happesuses või koe asukohas, võiksid mõjutada protsessi ohutust.

Järgmine eesmärk on meditsiiniseadme väljatöötamine

Uurimisrühm soovib süsteemi meditsiiniseadmeks edasi arendada. Senine töö näitab, et liigset glükoosi on võimalik organismis elektrooniliselt juhitava reaktsiooniga muundada ja veresuhkrut sel viisil mõjutada. Kas sellest kujuneb inimestele sobiv ravi, peavad näitama järgmised uuringud.

Allikad