ΒΙΟΝΙΚΟ ΠΑΓΚΡΕΑΣ

Το προηγούμενο καλοκαίρι σε ένα συγκρότημα θερινών παιδικών κατασκηνώσεων κοντά στη Βοστώνη των ΗΠΑ παιδιά 6 ως 11 ετών με τύπου 1 (ινσουλινοεξαρτώμενο) σακχαρώδη διαβήτη, συμμετείχαν σε μια δοκιμαστική εφαρμογή της σύγχρονης τεχνολογίας που ίσως να αλλάξει για πάντα τη ζωή τους. Τα άτομα με τύπου 1 διαβήτη, που παλιότερα ήταν γνωστός σαν νεανικός διαβήτης, με ένα άγνωστης αιτιολογίας αυτοάνοσο μηχανισμό καταστρέφουν τα ινσουλινοπαραγωγά β κύτταρα του παγκρέατός τους με αποτέλεσμα να μη διαθέτουν πλέον στον οργανισμό τους ινσουλίνη, μια ορμόνη που είναι απολύτως αναγκαία για τη μετακίνηση της γλυκόζης από το αίμα μέσα σε όλα τα κύτταρα, όπου θα αποτελέσει το ενεργειακό «καύσιμο» για την παραγωγή ενέργειας που απαιτείται για την ολοκλήρωση όλων των ποικίλων λειτουργιών του οργανισμού. Που σημαίνει για παράδειγμα ότι η «καύση» της γλυκόζης με τη βοήθεια της ινσουλίνης ενδοκυττάρια θα δώσει τη δυνατότητα στο εγκεφαλικό κύτταρο να σκεφτεί και να ονειρευτεί, στο αναπνευστικό να μας χαρίσει το πολύτιμο οξυγόνο, στο καρδιακό να στείλει το αίμα σε όλο το σώμα μας και στο μυϊκό κύτταρο να τρέξουμε να σηκώσουμε βάρη και να είμαστε όρθιοι. Όλα αυτά λοιπόν με απαραίτητη την παρουσία στον οργανισμό μας της ινσουλίνης και που αν δεν υπάρχει όπως στα παιδιά με τύπου 1 διαβήτη η ζωή δεν είναι δυνατή. Για το λόγο αυτό εφόσον δεν υπάρχει ενδογενής παραγωγή θα πρέπει να προσληφθεί εξωγενώς και ενέσιμα μια που αν χορηγηθεί από το στόμα θα καταστραφεί από τα υγρά του στομάχου. Εντούτοις δεν αρκεί μόνο να υπάρχει απλά στην κυκλοφορία ινσουλίνη, αλλά είναι απαραίτητη με τη σωστή διαχείριση της διαθεσιμότητας της ινσουλίνης η επίτευξη φυσιολογικών επίπεδων σακχάρου αίματος, γιατί σε αντίθετη περίπτωση θα αναπτυχθούν στο βάθος του χρόνου οι σοβαρές και επικίνδυνες χρόνιες επιπλοκές. Αυτές είναι η αμφιβληστροειδοπάθεια που οδηγεί σε τύφλωση, το διαβητικό πόδι που οδηγεί σε ακρωτηριασμούς, η νεφρική ανεπάρκεια που οδηγεί στον τεχνητό νεφρό και την αγωνία για νεφρικά μοσχεύματα, αλλά και αυξάνεται γενικά ο κίνδυνος για καρδιοπάθειες και αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια. Τα παιδιά χρησιμοποίησαν σαν θεραπευτικό μέσο για την αντιμετώπιση του διαβήτη τους το «βιονικό» πάγκρεας που ρύθμιζε το σάκχαρο αίματος αυτοματοποιημένα αφού «διάβαζε» τα επίπεδα του ένας εμφυτευμένος αισθητήρας που είχε τοποθετηθεί υποδόρια. Η αυτόματη μέτρηση εκτελείτο κάθε 5 λεπτά και μέσω μιας εφαρμογής της κινητής τηλεφωνίας που  ελάμβανε το σήμα της μετρημένης τιμής του σακχάρου έδινε και την ανάλογο εντολή χορήγησης συγκεκριμένων απαιτουμένων μονάδων ινσουλίνης για τη διατήρηση φυσιολογικών επιπέδων σακχάρου.

Τα παιδιά και οι οικογένειές τους έμειναν κατενθουσιασμένες, επειδή κατά το διάστημα της πειραματικής εφαρμογής του συστήματος του βιονικού παγκρέατος, τα παιδιά σταμάτησαν να μετρούν από μόνα τους με τις συμβατικές συσκευές αυτομετρήσεως το σάκχαρό τους για να υπολογίζουν, αφού λάβουν υπόψη τους τις θερμίδες που επρόκειτο να λάβουν από το γεύμα τους,  τη δόση της ινσουλίνης που απαιτείται για να προλάβουν την αναμενόμενη μεταγευματική αύξηση του σακχάρου. Παράλληλα σταμάτησε το άγχος για το αν οι χορηγούμενες μονάδες ινσουλίνης που θα προαποφάσιζε το παιδί από μόνο του θα ήταν ίσως περισσότερες των απαιτούμενων και πιθανόν να οδηγούσε σε αυξημένο κίνδυνο υπογλυκαιμίας. Λάθος επίσης εκτίμηση με υποεκτίμηση των απαιτουμένων μονάδων προγευματικής ινσουλίνης θα οδηγούσε σε υψηλά σάκχαρα με αποτέλεσμα την απορρύθμιση του διαβητικού συνδρόμου. Το βιονικό πάγκρεας χάρισε στα παιδιά μια πραγματικά ποιοτική ζωή χωρίς άγχη και δεσμεύσεις και μάλιστα σε καταστάσεις υψηλής συμμετοχής σε αυξημένη φυσική δραστηριότητα, με πνεύμα ομαδικότητας και έντασης στις συμμετοχικές δράσεις που χαρακτηρίζει την διαβίωση σε θερινές κατασκηνώσεις με τα ομαδικά αθλήματα κι παιγνίδια.

Επειδή λοιπόν η αντιμετώπιση του διαβήτη σε κάθε παιδί και κάθε νέο διαφέρει εφόσον υπάρχουν οι ξεχωριστές ιδιαιτερότητες στη ζωή του κάθε ατόμου με τις διαφορετικές συνήθειες, το βιονικό πάγκρεας φαίνεται να διευκολύνει την αντιμετώπιση των προβλημάτων εξατομικευμένα αποφασίζοντας με τη βοήθεια του συνοδού λογισμικού του συστήματος σε διαρκή βάση τις ινσουλινικές ανάγκες για κάθε χρονική στιγμή. Τέλος αυτά τα βιονικά – τεχνητά όργανα είναι συστήματα που δεν απαιτείται να μεταμοσχευθούν μέσα στο  σώμα και να υποχρεωθεί ο διαβητικός να λαμβάνει την τόσο επιβαρυντική για τον οργανισμό ανοσοκατασταλτική αγωγή με τις πάμπολλες ανεπιθύμητες παρενέργειες. Το βιονικό πάγκρεας περιλαμβάνει 3 κύριες συσκευές οι οποίες μπορεί να εμφυτεύονται υποδόρια όπως οι βηματοδότες μπορεί όμως να μεταφέρονται και εκτός σώματος και περιλαμβάνουν 2 αντλίες συνεχούς χορήγησης η μια για ινσουλίνη και η άλλη για γλυκαγόνη ορμόνη. Κάθε μια από αυτές είναι μεγέθους πιστωτικής κάρτας μεγαλύτερου βέβαια εύρους, που μέσω ενός μικροσκοπικού καθετήρα εγχύουν υποδόρια την απαιτούμενη ποσότητα ινσουλίνης ή γλυκαγόνης. Το σύστημα περιλαμβάνει ένα αισθητήρα συνεχούς μέτρησης και καταγραφής των επιπέδων σακχάρου στον υποδόριο μεσοκυττάριο χώρο και το σύστημα ολοκληρώνεται με τη διασύνδεση των προαναφερθέντων μονάδων με μια «έξυπνη» συσκευή κινητής τηλεφωνίας. Η μία αντλία ινσουλίνης χορηγεί την ινσουλίνη με σκοπό την μείωση των επιπέδων γλυκόζης ενώ η άλλη χορηγεί την ορμόνη γλυκαγόνη που ανεβάζει τα επίπεδα γλυκόζης και απομακρύνει τον κίνδυνο υπογλυκαιμίας. Το «έξυπνο» κινητό τηλέφωνο με την πληροφορία που λαμβάνει  μέσω Bluetooth κάθε 5 λεπτά από το αισθητήρα μέτρησης της γλυκόζης, με την ειδική εφαρμογή που έχει στη μνήμη του «σκέφτεται» με τον ενσωματωμένο μικροεπεξεργαστή και αποφασίζει να δίνει ανάλογα τις κατάλληλες εντολές στις αντλίες να χορηγήσουν αναλόγως των απαιτήσεων ινσουλίνη ή γλυκαγόνη με τελικό στόχο τη διατήρηση φυσιολογικών επιπέδων γλυκόζης αίματος. Επομένως μέσω ενός συστήματος «τεχνητής νοημοσύνης» το βιονικό πάγκρεας προσπαθεί να μιμηθεί την φυσική λειτουργία των νησιδίων του παγκρέατος.

Οι συσκευές του τεχνητού παγκρέατος υπάρχουν για ερευνητική χρήση αρκετά χρόνια αλλά με την πρόοδο της τεχνολογίας μειώθηκε πάρα πολύ το μέγεθός τους ούτως ώστε να είναι η πρώτη φορά που οι συνεργαζόμενες συσκευές σαν μια συντονισμένη τριάδα μικρού συνολικού όγκου να δίνει την δυνατότητα αποθήκευσης ορμονών και ενέργειας και επομένως ανεξαρτησία και μακρά χρονικά κάλυψη αναγκών. Τα αποτελέσματα των μελετών του βιονικού παγκρέατος από το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης δημοσιεύθηκαν στο έγκυρο ιατρικό περιοδικό  New England Journal of Medicine και σημειώνεται ότι η ανάπτυξη αυτών των συστημάτων ήταν αποτέλεσμα μιας κοπιώδους και επίπονης δουλείας ενός μηχανολόγου πατέρα διαβητικού παιδιού που συμμετείχε και αυτό στη μελέτη. Είναι όμως απαραίτητες και άλλες επιπλέον δοκιμές και πιστοποιήσεις για να καταστεί το σύστημα διαθέσιμο εμπορικά το που εκτιμάται ότι δεν θα είναι προ του 2018.

Παναγιώτης Γ. Χαλβατσιώτης

Επίκουρος Καθηγητής Παθολογίας

Β΄Προπαιδευτική Παθολογική Κλινική – Μονάδα Έρευνας Πανεπιστημίου Αθηνών & Διαβητολογικό Κέντρο  

Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο «Αττικόν»