رقعة الجسم لمراقبة مستويات السكر لدى مرضى السكر

نجح الباحثون في تطوير رقعة كيميائي حيوي للجسم تحتوي على إبر دقيقة مذابة لعلاج مرضى السكري من النوع 2. ويتفاعل التركيب الكيميائي الحيوي للمركبات غير العضوية الموجودة في الرقعة مع كيمياء الدم من أجل التحكم في مستويات السكر في الدم تلقائيًا. وفي تجربة أجريت على الفئران، أظهر الباحثون أن المواد الكيميائية الموجودة في الدم تنظم نسبة السكر في الدم لعدة أيام.

وقال الباحث الرئيسي: "هذا النهج البحثي يمكن أن يكون وسيلة للاستفادة من حقيقة أن المرضى الذين يعانون من مرض السكري من النوع الثاني لا يزال بإمكانهم إنتاج بعض الأنسولين". "إن محلول رقعة الجسم التي تحتوي على إبر دقيقة فضفاضة هو أيضًا أقل تعقيدًا وإيلامًا من العلاجات الروتينية التي تتطلب اختبارات دم متكررة."

الأنسولين هو هرمون يتم إنتاجه في البنكرياس ويفرز في مجرى الدم من أجل تنظيم تركيز الجلوكوز في الدم استجابة لامتصاص الطعام. يحتاج الجسم إلى الأنسولين نفسه من أجل إدخال الجلوكوز من مجرى الدم إلى الخلايا، حيث يتم تحويله إلى طاقة متاحة لأعمال الجسم، أو يتم تجميعه للاستخدام المستقبلي. في مرض السكري من النوع الأول، والذي يتم تشخيصه عادة خلال مرحلة الطفولة والمراهقة، لا ينتج الجسم الأنسولين على الإطلاق. داء السكري من النوع الثاني، والذي يمكن أن يتطور في أي عمر، على الرغم من أنه أكثر شيوعًا عند البالغين، إلا أنه يقلل تدريجيًا من قدرة الجسم على إنتاج الأنسولين المتوفر أو استخدامه بشكل فعال. إذا لم يتم علاجه بشكل صحيح، يمكن أن يسبب مرض السكري تلف القلب والأعصاب في الجسم، إلى جانب عواقب سلبية ومشددة على نشاط العينين والساقين والكلى والقلب. يبلغ النطاق العالمي لجميع أنواع مرض السكري حوالي 1 مليون مريض، 2٪ منهم يعانون من مرض السكري من النوع 285. ويطلب من العديد من هؤلاء المرضى الخضوع لحقن الأنسولين تحت الجلد بكميات تتوافق مع حالتهم الفردية. في نصف المرضى، لم يكن العلاج بالأنسولين ناجحًا.

واختبر الباحثون طريقة علاجية بديلة لتنظيم مستويات السكر في الدم لدى مرضى السكري من النوع الثاني بمساعدة لاصقة يتم لصقها على الجلد وتعمل دون أي ألم. الباحثون، كجزء من مقال نشر منذ فترة طويلة في المجلة العلمية طبيعة الاتصالاتوتم تطبيق العلاج المذكور على الفئران، وذلك لبيان إمكانيات العلاج وفعاليته.

أساس الرقعة المبتكرة هو مادة تسمى ألجينات (الجينات، ملح حمض الألجنيك)، وهي مادة طبيعية تشبه المطاط يتم الحصول عليها من خلال عملية استخلاص من الطحالب البنية. يتم خلط المستخلص مع المواد الطبية وإدخاله في إبر دقيقة لتكوين رقعة. يوضح الباحث أن "الجينات مادة مرنة - فهي ناعمة ولكنها ليست ناعمة جدًا". "يجب أن يتم تكييفها كمادة يمكن إدخالها في طبقة الجلد (الأدمة)، وعلى الرغم من أنها لا تستخدم بشكل شائع كحشوة للإبر، يبدو أنها تعمل بشكل صحيح في حالتنا."

وقام الباحثون بدمج الجينات مع تركيبة جزيئات كيميائية حيوية تشجع الإنتاج الذاتي للأنسولين في الجسم عند الحاجة إليه، وتتوقف عن تشجيع إفرازه عند الوصول إلى تركيز السكر الطبيعي في الدم. يمكن لنظام النقل التفاعلي الموجود في الرقعة توفير احتياجات الجسم لعدة أيام، بدلاً من استخدام الكمية بأكملها مرة واحدة. يوضح الباحث الرئيسي أن "مرض السكري مرض خطير للغاية، ويؤثر على الكثير من الناس". "جميع الباحثين في هذا المجال يبحثون عن عقار للاستخدام طويل الأمد."

تجمع تركيبة الباحثين بين عقارين: exendin-4 وأكسيداز الجلوكوز، في رقعة واحدة. ويتفاعل كل من العقارين مع مكونات الدم ويشجع على إفراز الأنسولين. ويرتبط كل جزيء من جزيئات الدواء بجزيء من معدن الفوسفور، وذلك من أجل تثبيته حتى وقت استخدامه. إن زيادة حموضة الدم، والتي تحدث عند زيادة تركيز السكر في الدم، تؤدي إلى إضعاف الرابطة الكيميائية بين الجسيم المعدني والدواء ومن ثم يتحرر ليقوم بنشاطه. ويشبه عقار exendin-4 في تركيبته المركب الذي يفرزه الجسم نفسه من الأمعاء استجابة لامتصاص الطعام. ورغم أن هذا الدواء أضعف قليلا من الجزيء الطبيعي، إلا أن الفريق البحثي اختاره تحديدا لأنه لا يتحلل في مجرى الدم إلا بعد حوالي ساعة أو أكثر، لذا فإن نشاطه طويل الأمد نسبيا. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب الغثيان عندما يتم امتصاص الكثير منه في الدم. ومن أجل التحكم في معدل امتصاص الدواء، قام الباحثون بربطه بجزيء معدني من فوسفات الكالسيوم الذي يعمل على تثبيته حتى يحدث تفاعل كيميائي آخر. يحدث هذا التفاعل الكيميائي الآخر بعد وجود الدواء الثاني في الرقعة، وهو أوكسيديز الجلوكوز، والذي يتم تثبيته أيضًا بواسطة جسيم معدني من فوسفات النحاس. ويوضح الباحث أنه عندما تتجاوز مستويات السكر في الدم قيمة معينة، فإنها تبدأ تفاعل فسفرة النحاس مع أوكسيديز الجلوكوز مما يسبب زيادة معتدلة في مستوى الحموضة، وهي الحالة التي تؤدي إلى إطلاق فسفرة الكالسيوم لجزء من الدواء الموسع. 4. تؤدي الزيادة في مستويات السكر إلى إطلاق exendin-4؛ في هذه اللحظة، يتسبب الدواء في إفراز الأنسولين مع خفض مستويات السكر في الدم، مما يبطئ وبالتالي يوقف إطلاق exendin-4. يقول الباحث: "بفضل هذه الآلية، نسمي هذا النشاط بالإصدار التفاعلي، أو الذكي". "تتضمن معظم الأساليب الحالية إطلاقًا بمعدل ثابت. نهجنا يخلق موجة من الإطلاق السريع عند الحاجة ثم يبطئ أو حتى يوقف الإطلاق عندما تستقر مستويات السكر في الدم عند الحد الطبيعي."

وأثبت الباحثون فعالية الرقعة التي تبلغ مساحتها 3 سنتيمترات مربعة، والتي تحتوي على كمية كافية من الدواء للتحكم في مستويات السكر في الدم لدى الفئران لمدة أسبوع تقريبا. ومن أجل أن يتقدم هذا النهج ويصبح قابلاً للتطبيق على المرضى الذين يعانون من مرض السكري من النوع 2، سيتعين على الفريق إجراء تجارب يتم فيها علاج الحيوانات الأكبر حجمًا بالرقعة التي تحتوي على كميات أكبر، بنسبة مناسبة لوزن الحيوان. وبالإضافة إلى تعديل حجمها، ستحتاج الرقعة أيضًا إلى أن تناسب جلد الإنسان، ومن المفترض أن تستخدم أطراف إبرة أطول. يقول الباحث: "سيتعين علينا زيادة حجم الملصق وضبط طول الإبر وشكلها وبنيتها". "بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الملصق مناسبًا للحياة اليومية، على سبيل المثال عند الاستحمام أو عند التعرض للعرق."

وقد شجع الباحثون نجاح تجاربهم، والتقارير البحثية الأخرى التي تصف التقدم المستمر الذي أحرزه الباحثون في مجال الرقع التي تحمل الإبر الدقيقة. على سبيل المثال، أكمل الباحثون دراسات أولية على البشر باستخدام أجهزة التصحيح التي تحمل إبرًا دقيقة تحتوي على الأنسولين، وهو حل يمكن أن يكون مفيدًا لكل من مرضى السكري من النوع الأول والنوع الثاني.

• أخبار الدراسة
• المقال الذي يصف الدراسة

للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:

• هل الجراحة هي العلاج الأكثر فعالية لمرض السكري؟
• البنكرياس الاصطناعي هنا
• باتريك بانتنج، مكتشف الأنسولين، الذي حول مرض السكري من مرض قاتل إلى مرض مزمن