...
Tutkijat ovat kehittäneet insuliinia tuottavia beetasoluja sisältävän älylaastarin (smart patch) diabeteksen hoitoon. Tämä on täysin uusi hoitotapa. Älylapun teknologia perustuu Pohjois-Carolinan yliopiston professori Zhen Gun ja hänen tiiminsä jo aiemmin kehittämään älyinsuliinilaastariin (smart insulin patch), jonka avulla verensokeritasoa voidaan monitoroida jatkuvasti sekä siirtää insuliinia verenkiertoon, kun glukoosiarvot nousevat yli normaalitason. Tutkijat ovat kehittäneet teknologiaa ja onnistuneet luomaan älylapun, joka sisältää eläviä beetasoluja insuliinin sijaan.
Diabetesta sairastaa tilastojen mukaan lähes 400 miljoonaa ihmistä, ja sairastuneiden määrän arvioidaan nousevan 500 miljoonaan vuoteen 2030 mennessä. Sekä tyypin 1 että tyypin 2 diabetesta sairastavien tulisi seurata säännöllisesti verensokeritasojaan ja injektoida insuliinia tarvittaessa. Häiriöt ja keskeytykset mittauksissa sekä insuliini-injektioissa voivat johtaa korkeisiin glukoositasoihin. Hoitamaton diabetes eli pitkään jatkuneet liian korkeat verensokeritasot voivat johtaa vakaviin seurauksiin kuten raajojen haavaumiin, amputointeihin, näön heikkenemiseen tai jopa hengenvaaralliseen sokkitilaan.
Haimassa sijaitsevat beetasolut tuottavat, varastoivat ja vapauttavat insuliinia, joka säätelee verensokeritasoa esimerkiksi ruokailun jälkeen. Kun ihminen sairastuu diabetekseen, haiman beetasolut ovat joko tuhoutuneet tai ne eivät pysty tuottamaan riittävästi insuliinia glukoositason pitämiseksi riittävän alhaisena. Tutkijat ovat vuosikymmenten ajan yrittäneet kopioida beetasolujen toimintaa. Potilaille on tehty muun muassa beetasolujen elinsiirtoja, mutta suurin osa solusiirroista on epäonnistunut vakavien hylkimisoireiden tai niiden hoitojen takia.
Zhen Gun ja hänen tiiminsä kehittämällä älylapulla haetaan ratkaisua juuri kehon hylkimisreaktio-ongelmaan. He ovat kehittäneet iholle asetettavan lapun, jonka sisään on kapsyloitu beetasoluja biovastaaviin polymeerisiin soluihin. Beetasolut on kyetty pitämään ihmisen immuunijärjestelmän ulkopuolella, minkä ansioista on vältytty hylkimisreaktioilta.
Älylaastari on ohut, neliön muotoinen ja noin euron kolikon kokoinen, ja siinä on satoja mikroneulasia. Mikroneulaset on täytetty mikrokapsyloiduilla beetasoluilla (pancreatic beta cell capsule). Kun älylaastari on iholla, beetasolut voivat siirtyä mikroneulasten kautta kapillaarisuoniin ja verenkiertoon. Jotta vältyttäisiin liian korkeilta insuliinitasoilta ja hypoglykemialta, tutkijat kehittivät myös "glukoosisignaalin vahvistajan", joka koostuu käytännössä kolmea kemikaalia sisältävistä nesterakkuloista. Se varmistaa, että beetasolut osaavat tunnistaa glukoositason ja reagoivat siihen oikein.
Älylaastariteknologiaa on testattu pienillä elämillä. Tyypin 1 diabetesta "sairastavilla" hiirillä älylaastari reagoi nopeasti verensokeritason voimakkaaseen nousuun ja laski sen normaalille tasolle 10 tunnin ajaksi. Tutkimusprosessin seuraavana vaiheena on testaaminen ihmisillä.
Lopuksi
Älykkäiden biosensoreiden avulla terveyden seuraaminen voisi olla sekä ihmiselle itselleen että terveydenhuollon edustajille helpompaa, tehokkaampaa ja tarkempaa kuin fyysisesti terveydenhuollossa tapahtuvien tarkastuksien perusteella. Myös muutoksiin puuttuminen tapahtuisi sairauksien kehittymisen ja hoidon kannalta oikea-aikaisemmin.
Olemme kuitenkin vielä kaukana siitä ajasta, jolloin jokaista seurattaisiin ja hoidettaisiin tällä tavoin etälaitteiden avulla. Käytännössä siihen liittyisi myös esimerkiksi laajoja tasa-arvoa, yksityisyydensuojaa ja muita eettisiä kysymyksiä sivuavia ratkaistavia asioita. Toivottavasti älykäs terveysteknologia tulee kuitenkin jo pian helpottamaan etenkin kroonisia sairauksia sairastavien tai niiden riskiä kantavien ihmisten elämää ja hoitoa.
Kirjallisuuslähteet
Amay J. Bandodkar, Wenzhao Jia, Ceren Yardımcı,Xuan Wang, Julian Ramirez, Joseph Wang 2015. Tattoo-Based Noninvasive Glucose Monitoring: A Proof-of-Concept. Analytical Chemistry 2015, 87, 394−398.
http://blogi.sokeriseuranta.fi/2016/01/freestyle-libre-verensokerimittarin-sensorin-valimalli/
Scientists create painless patch of insulin-producing beta cells to control diabetes. University of North Carolina Health Care and UNC School of Medicine. Newsroom. Verkkojulkaisu. http://news.unchealthcare.org/news/2016/march/scientists-create-painless-patch-of-insulin-producing-beta-cells-to-control-diabetes . Luettu 3.2.2017
Toward a 'smart' patch that automatically delivers insulin when needed. Phys.org-uutispalvelu. https://phys.org/news/2017-01-smart-patch-automatically-insulin.html Luettu 3.2. 2017
Vesterlund, Nina 2012. Selvitystyö verensokerimittareiden toimintaperiaatteista ja virhelähteistä. Opinnäytetyö. Oulun seudun ammattikorkeakoulu, Hyvinvointiteknologian koulutusohjelma
Wearable sensors can tell when you are getting sick. Stanford University School of Medicine. News center. Verkkojulkaisu. https://med.stanford.edu/news/all-news/2017/01/wearable-sensors-can-tell-when-you-are-getting-sick.html . Luettu 3.2.2017