Ένα νέο ηλεκτρονικό εμφύτευμα μπορεί να βοηθήσει κύτταρα παγκρέατος που έχουν αναπτυχθεί στο εργαστήριο να ωριμάσουν και να λειτουργούν σωστά ανοίγοντας τον δρόμο για νέες κυτταρικές θεραπείες κατά του διαβήτη.
Η προσέγγιση αναπτύχθηκε από ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Πέρελμαν του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια και της Σχολής Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ και δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Science».
«Οι λέξεις “bionic”, “cybernetic”, “cyborg” ταιριάζουν στη συσκευή που δημιουργήσαμε» δήλωσε ο Χουάν Άλβαρεζ επίκουρος καθηγητής Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ. Αν και οι όροι αυτοί ακούγονται φουτουριστικοί παρόμοιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται ήδη όπως η βαθιά εγκεφαλική διέγερση για νευρολογικές παθήσεις. «Αυτό που κάνουμε μοιάζει με βαθιά διέγερση για το πάγκρεας. Όπως οι βηματοδότες βοηθούν την καρδιά να διατηρεί ρυθμό, έτσι και οι ελεγχόμενοι ηλεκτρικοί παλμοί μπορούν να βοηθήσουν τα παγκρεατικά κύτταρα να αναπτυχθούν και να λειτουργούν σωστά» εξηγεί ο Άλβαρεζ.
Ο μηχανισμός και η νέα προσέγγιση
Στον διαβήτη τύπου 1 το ανοσοποιητικό σύστημα καταστρέφει τα αποκαλούμενα νησίδια του παγκρέατος (ενδοκρινείς κυτταρικές ομάδες) τα οποία παράγουν ινσουλίνη, την ορμόνη που ρυθμίζει το σάκχαρο στο αίμα. Σε σοβαρές περιπτώσεις απαιτείται μεταμόσχευση παγκρέατος ή νησιδίων όμως τα διαθέσιμα μοσχεύματα είναι περιορισμένα και οι ασθενείς χρειάζονται δια βίου ανοσοκαταστολή. Ο εργαστηριακά αναπτυγμένος ιστός θα μπορούσε να ξεπεράσει αυτά τα εμπόδια.
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν ένα εξαιρετικά λεπτό, αγώγιμο πλέγμα μέσα σε αναπτυσσόμενο παγκρεατικό ιστό. Το πλέγμα μπορούσε να ανιχνεύει τα ηλεκτρικά σήματα των κυττάρων και να τα διεγείρει. Στη συνέχεια οι επιστήμονες επέβαλαν έναν φυσικό 24ωρο ρυθμό ηλεκτρικής δραστηριότητας, παρόμοιο με το κιρκάδιο ρολόι του οργανισμού. Αυτό βοήθησε τα κύτταρα να ωριμάσουν και να ανταποκρίνονται σωστά στη γλυκόζη.
Ένα από τα βασικά προβλήματα μέχρι σήμερα ήταν ότι τα κύτταρα που παράγονται από βλαστοκύτταρα δεν ωριμάζουν πλήρως και δεν εκκρίνουν ινσουλίνη τόσο αξιόπιστα όσο τα φυσικά κύτταρα.
Με τη ρυθμική ηλεκτρική διέγερση, τα κύτταρα όχι μόνο ανέπτυξαν πιο ώριμη λειτουργία αλλά άρχισαν και να συγχρονίζονται μεταξύ τους λειτουργώντας σαν συντονισμένη ομάδα. Στο μέλλον υπάρχουν δύο πιθανά σενάρια: είτε τα κύτταρα θα διεγείρονται πριν τη μεταμόσχευση και στη συνέχεια θα λειτουργούν αυτόνομα, είτε το ηλεκτρονικό πλέγμα θα παραμένει στο σώμα για συνεχή παρακολούθηση και διέγερση.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να ελέγχει ένα τέτοιο σύστημα, παρακολουθώντας τη λειτουργία των κυττάρων και ενεργοποιώντας τα όταν χρειάζεται, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.