خطوات متقدمة نحو البنكرياس الاصطناعي!

العقود القليلة الماضية شهدنا حدوث تقدمٍ هائل في علاج داء السكري

بعد الإعلان من قبل إدارة الدواء والغذاء الأميركية عن ما يعرف بالحلقة المغلقة لمضخة الإنسولين، فإنه من المرجح أن يتم تطوير بنكرياس اصطناعي كامل من خلال إضافة خصائص أوتوماتيكية بشكلٍ تدريجي إلى نظام المضخة المزود بجهاز استشعار، وسوف تعمل المعلومات الواردة من جهاز الاستشعار على التحكم بشكلٍ أكبر في عملية ضخ الأنسولين قبل أن تتحكم في النظام ككل، والآن ما هي الخطوات التدريجية المحتملة؟
التوقف عند انخفاض سكر الدم
هذه الخاصية تتيح توقف ضخ الأنسولين عند الوصول للحد الأقصى المحدد مسبقًا من سكر الدم، على سبيل المثال إذا كنت ترغب في تقليل المدة الزمنية تحت مستوى 70 ملجرام/ ديسيلتر، يمكنك ضبط خاصية التوقف عند انخفاض سكر الدم بحيث يتم توقف ضخ الأنسولين عند مستوى 70 ملجرام/ ديسيلتر.
التوقف التنبئي عند انخفاض سكر الدم
هذه الخاصية من شأنها أن تسمح بالتوقف عن ضخ الأنسولين عند التنبؤ بوصول مستوى سكر الدم إلى 70 ملجرام/ ديسيلتر وذلك خلال مدة زمنية محددة مسبقًا، مثل من 15- 30 دقيقة، وهذا من شأنه العمل على تجنب حدوث انخفاض مستوى السكر في الدم كليًا.
العلاج على المدى
هذه الخاصية تتيح زيادة تلقائية في كمية الأنسولين القاعدي الذي يتم ضخه، أو توفر جرعة تلقائية في حال وجود ارتفاع مستمر في مستوى سكر الدم.
الحلقة المغلقة في الليل
هذه الخاصية تجعل من الممكن خلال الليل ضخ أنسولين تلقائي دقيقة بدقيقة من خلال نظام الحلقة المغلقة بالكامل.
الحلقة المغلقة بالكامل
الخطوة النهائية ستكون ضخًا لأنسولين بطريقةٍ أوتوماتيكية بالكامل؛ وفقًا لمستوى سكر الدم دقيقة بدقيقة.
وخلاصة القول أنه على مدى العقود القليلة الماضية، شهدنا حدوث تقدمٍ هائل في علاج داء السكري: استخدام الأنسولين الجديد سريع المفعول؛ ووجود أجهزة أصغر وأسرع لقياس سكر الدم؛ وإدارة أفضل للمعلومات من خلال البيانات التي يتم تحميلها من أجهزة رصد سكر الدم، والمضخات، وأجهزة الاستشعار. وكذلك الجيل التالي من المضخات وأجهزة الاستشعار. لقد قطعنا شوطًا طويلًا، وأصبح البنكرياس الاصطناعي على مرمى البصر. وسوف تكون النتيجة النهائية سيطرة شبه مثالية على مستويات سكر الدم دون تدخلٍ بشري كبير. ونحن مدينون بالشكر لجمعيات داء السكري، ومن بينها الجمعية الأميركية لداء السكري (ADA)، ومؤسسة هلمسليتراست، والمؤسسة الدولية لأبحاث السكري للأحداث (JDRF)؛ وأيضًا للمعاهد الوطنية للصحة. وللكثير من المحققين والباحثين في جميع أنحاء العالم. ولإكمال الحديث عن البنكرياس الصناعي فهذه هي مكونات البنكرياس الصناعي التي تم الإعلان عنه مؤخراً.
*مكونات البنكرياس الاصطناعي:
* مكونات البنكرياس الاصطناعي هي مضخة الأنسولين، وجهاز استشعار سكر الدم باستمرار، والمعادلات الرياضية -نظام الحلول الحسابية- الذي يحدد كمية الأنسولين التي ينبغي ضخها دقيقة بدقيقة. ونطلق على هذا النظام "إغلاق الحلقة" لأنه توجد "حلقة" تصل بين المضخة وجهاز الاستشعار، هذه الحلقة مفتوحة في الوقت الحالي؛ لأنه ينبغي على الشخص أن يأخذ معلومات جهاز الاستشعار، وعلى أساس هذه المعلومات يخبر المضخة بما ينبغي أن تفعله، نظام "إغلاق الحلقة" يعنى أن المعلومات الواردة من جهاز الاستشعار سوف يتم استخدامها بشكلٍ أوتوماتيكي من خلال نظام الحلول الحسابية لتوجيه ضخ الأنسولين دقيقة بدقيقة عن طريق المضخة.
وبالرغم من معرفتنا بالمكونات الأساسية للبنكرياس الاصطناعي، إلا أنه يوجد عدد من الأسئلة المتعلقة بكيفية عمل هذه المكونات، وما الذي تحتاج تقديمه؟ وكيفية تغييرها وتركيبها معًا، هناك حاجة لإجراء مزيدٍ من الأبحاث لتطوير نظام يحقق حلم الحلقة المغلقة. فيما يلي بعض الأسئلة الرئيسية المتعلقة بالبنكرياس الاصطناعي.
*ما هو أفضل نظام حلول حسابية؟
* يستخدم نظام الحلول الحسابية للحلقة المغلقة في الوقت الحالي في عدد من أنظمة الحلقة المغلقة الأخرى، مثل: الطيار الأوتوماتيكي في الطائرات، منظم الحرارة في منزلك، ونظام التحكم في السرعة في سيارتك. ويتم إجراء العديد من الأبحاث لتطوير نظام حلولٍ حسابية فعال وآمن، يمكن استخدامه في البنكرياس الاصطناعي.
*هل ضخ الأنسولين فقط يعد كافيًا؟
* هل حقًا يتعين على البنكرياس الاصطناعي أن يحاكي أداء البنكرياس، وأن تكون لديه القدرة على إنتاج الجلوكاجون من أجل منع نقص السكر في الدم؟ هل يستفيد النظام من ضخ هرمون آخر؟ مثل هرمون براملاينتايد أو ببتايد– 1 شبيه الجلوكاجون (GLP-1)؛ حيث إن كليهما يعمل على تخفيض ارتفاع نسبة الجلوكاجون بعد تناول وجبة طعام؟ براملاينتايد (من الخلية بيتا) و(GLP-1) (من المسالك المعوية) هي هرمونات تستخدم في الوقت الحالي لعلاج داء السكري. ومن الممكن أنهما قد يعملان على تحسين التحكم في سكر الدم في حال الأشخاص الذين يستخدمون البنكرياس الاصطناعي.
ومن الناحية النظرية فإن أي من تلك الهرمونات الأخرى ربما تحتاج إلى أن يتم ضخها بشكلٍ متقطع فقط (مثل: الجلوكاجون عندما ينخفض مستوى السكر، أو براملاينتايد بعد تناول وجبة طعام)، وبالتالي فإن المضخة المستخدمة في البنكرياس الاصطناعي ربما تحتاج إلى حجرتين (واحدة للأنسولين، وواحدة للهرمون الآخر)، أو ربما يستلزم الأمر وجود مضختين منفصلتين.
*هل الأنسولين المستخدم حاليًا جيد بما فيه الكفاية؟
-هل تعلم أن الأنسولين سريع المفعول الذي تستخدمه حاليًا يظل أبطأ من الأنسولين الطبيعي الذي يفرزه البنكرياس، ويرجع هذا إلى بطء امتصاصه من قبل الأنسجة تحت الجلد، وكذلك إلى بعد موقع الكبد الذي يعد موقع العمل الرئيسي. وتوجد العديد من الإستراتيجيات التي يمكنها تسريع امتصاص الأنسولين من أجل بنكرياس اصطناعي فعال، ويشمل هذا إنتاج أنواع جديدة وأكثر فعالية من الأنسولين، وكذلك إحداث تقدم فيما يتعلق بمجموعات التسريب وتوصيل الأنسولين إلى التجويف البطني ليكون قريبًا من الكبد.
*هل جهاز استشعار واحد يعد كافيًا؟
* ونتيجة للأهمية الشديدة لجهاز الاستشعار، من حيث تحديد كمية الأنسولين التي يلزم ضخها دقيقة بدقيقة، فإن البنكرياس الاصطناعي ربما يحتاج إلى وجود اثنين من أجهزة الاستشعار.
فمع وجود اثنين من أجهزة الاستشعار، ينبغي أن تتطابق قراءات مستويات سكر الدم مع البنكرياس الاصطناعي للاستمرار في توجيه الأنسولين، وفي حال عدم تطابق قراءات سكر الدم، عندئذ يتم إعادة توجيه النظام ليضخ أنسولين قاعدياً معداً مسبقًا، تمامًا مثلما تفعل مضخة الأنسولين حاليًا.
تقدم هائل في علاج داء السكري