Ricerca

Pancreas artificiale: i sistemi di somministrazione di insulina ibridi a circuito chiuso per il diabete di tipo 1 hanno raggiunto la maggiore età

A 19 mesi di età, Jamie Kurtzig gli è stato diagnosticato il diabete di tipo 1. Per i prossimi 10 anni, i suoi genitori avrebbero dovuto svegliarsi ogni tre ore durante la notte per pungere il dito della figlia in modo da poter controllare il suo livello di glucosio nel sangue. Se la sua glicemia era troppo basso, gli avrebbero dovuto dare cibo per evitare crisi epilettiche o perdita di coscienza. Se fosse stata troppo alta, le avrebbero fatto un’iniezione di insulina per portare il livello fino a un range di normalità.

Ma l’anno scorso, sono stati in grado di dormire quasi tutte le sere. Questo perché Jamie ha iniziato a utilizzare sistema di somministrazione di insulina a circuito chiuso ibrido nel 2016, grazie ad una sperimentazione clinica alla Lucile Packard Children Hospital di Stanford e Stanford Medicine che ha esaminato l’uso del sistema nei bambini dai 7 ai 14 anni.

“Il sistema a circuito chiuso ha completamente cambiato la nostra vita”, ha detto mamma Sara. “Mi c’è voluto un mese, ma ora posso andare a letto alle 11 di sera e svegliarmi alle 6:30 quasi ogni notte.”

Il sistema è tra i metodi in fase di sperimentazione dai ricercatori presso la Facoltà di Medicina e l’Ospedale pediatrico Lucile Packard per trovare modi più facili ai bambini più piccoli con diabete di tipo 1 per ottenere le dosi di insulina di cui hanno bisogno senza impazzire con glicemia e dosi.

Bruce Buckingham, MD, professore di endocrinologia pediatrica, dirige gli studi clinici del sistema a circuito chiuso, che modula la somministrazione di insulina sulla base delle letture di glucosio misurate ogni cinque minuti dal sensore. Ha chiamato il sistema un “passo storico” per la cura del diabete.

“Con questo sistema, i pazienti ottengono un metodo molto affidabile e sicuro durante la notte di controllo del glucosio , mitigando alti e bassi durante la notte con un intervento manuale minimo”, ha detto Buckingham, che cura i pazienti bambini al Packard. Il controllo del glucosio migliorando riduce drasticamente il rischio di convulsioni notturne e complicazioni a lungo termine associate con diabete di tipo 1.

il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca le cellule produttrici di insulina del corpo nel pancreas. Di conseguenza, il pancreas produce poca o niente insulina, un ormone che porta il glucosio dal sangue nelle cellule del corpo per essere utilizzate come energia. Senza l’insulina, il corpo non può utilizzare il glucosio come energia. Troppa insulina può causare gravi come bassi i livelli di glucosio nel sangue, che possono portare a convulsioni, perdita di coscienza e, in scenari peggiori, la morte. Troppa poco l’insulina può portare ad alti livelli di glucosio nel sangue e complicazioni a lungo termine. Ecco perché le persone con diabete di tipo 1 devono controllare frequentemente i livelli di glucosio.

Gli studi clinici portano a dispositivi approvati dalla FDA

Nel mese di settembre 2016, un articolo del Journal of American Medical Association ha dettagliato il successo del trial multicentrico di un sistema a circuito chiuso di somministrazione di insulina ibrido per i pazienti con diabete di tipo 1 di età superiore ai 14. Più tardi, la FDA ha annunciato l’approvazione del dispositivo testato nello studio, il sistema Medtronic MiniMed 670g, per quel gruppo di età.

Il sistema, comunemente indicato come un pancreas artificiale, funziona in modalità wireless collegando una pompa di insulina e un monitor di glucosio. Mentre alcune delle regolazioni di collaudo e controllo dello zucchero nel sangue possono essere fatte da parte del sistema, i pazienti devono ancora eseguire queste attività manualmente prima di mangiare.

Buckingham, un co-autore di questo articolo, riceve sostegno alla ricerca da Medtronic. Egli ha osservato che Stanford ha condotto i primi studi su questo sistema in un campo per i bambini con il diabete nel 2014.

“Non siamo ancora giunti al punto in cui questi sistemi sono testati in tutti i gruppi di età o dove veramente imitano tutte le funzioni di un pancreas umano, quindi ancora c’è più lavoro da fare”, ha detto Buckingham. Tra le sfide: i sistemi ibridi correnti a circuito chiuso richiedono ancora pazienti per valutare la quantità di cibo (carboidrati) che stanno mangiando e per fornire una dose di insulina attraverso la pompa prima dei pasti.

Buckingham e la sua squadra che lavora sull’ansa chiusa a Stanford continuano a lavorare per migliorare il sistema. I loro sforzi includono il test di adattamento dei suddetti dispositivi per i bambini più piccoli, così come sistemi di prova con diverse interfacce utente e le diverse metodologie che si adattano per l’esercizio e la somministrazione dell’insulina durante i pasti.

Aiutare i pazienti più giovani e le loro famiglie

Il sistema ibrido ad anello chiuso ha altri vantaggi ha detto, “Quando il sistema è in modalità automatica, controlla il mio zucchero nel sangue ogni cinque minuti e mantiene la corretta basale [di insulina]. Ora ho solo da controllare lo zucchero nel sangue quattro volte al giorno. In passato, ho dovuto farlo molto di più, anche fino a 12 volte al giorno “.

Buckingham ha osservato che l’anticipo non sarebbe possibile senza la volontà di persone come il Kurtzigs a partecipare a studi. “Siamo stati molto fortunati ad avere una comunità diabetica che è interessata a fare studi e collaborare con noi,” ha detto.

“Abbiamo avuto un’esperienza positiva e raggiunto un nuovo livello di stabilità nel controllo del glucosio di Jamie. Quindi, se siamo in grado di svolgere un ruolo nel rendere questa tecnologia disponibile a tutti i pazienti affetti da diabete di tipo 1, la cosa farà veramente la differenza ,” lei afferma.

Jamie i blog sulla sua esperienza e ha detto che il dispositivo sia le ha dato la libertà e la responsabilità che

Affinamento dei sistemi ad ansa chiusa

L’obiettivo degli ibridi a circuito chiuso sistemi è quello di rendere il diabete dei pazienti libero da preoccupazioni e con minor peso mantenendo i propri valori di glicemia in un range di sicurezza in modo che possano essere più sani. Per compiere ulteriori progressi verso questo obiettivo, il team di Stanford ha fatto parte di uno studio multicentrico, un gruppo di studio finanziato  dal NIH che sta cercando di eliminare la necessità per i pazienti di darsi una dose di insulina (o bolo, come è noto nel mondo del diabete) prima di mangiare, un compito oneroso, in particolare quando deve essere fatto in ogni spuntino e ogni pasto.

“Nei sistemi a circuito chiuso di oggi, l’insulina viene su un po’più lento e dura un po’ più di come vorremmo”, ha detto Buckingham. “Quei tempi di latenza rendono difficile fornire la somministrazione di insulina per un pasto in un completo sistema a circuito chiuso. Non vediamo l’ora di lavorare con insuline ad azione rapida e a più rapida consegna, per migliorare il controllo del glucosio nel pasto e ridurre l’onere giornaliero da diabete.”

A tal fine, Stanford è l’unica istituzione coinvolta nei quattro progetti di ricerca del National Institute of Diabetes, che li ha inizianti nel corso del biennio2017-18. I progetti dovranno testare di più i dispositivi automatici a ciclo chiuso in quello che potrebbe essere la fase finali prima di richiedere l’approvazione per l’uso permanente.

Korey Hood, PhD, professore di pediatria e di psichiatria e scienze comportamentali presso la Scuola di Medicina, guiderà il team di ricerca sul diabete e psicologia pediatrica che sta studiando come meglio aiutare i bambini e le loro famiglie che utilizzano questi sistemi, e sta collaborando con Buckingham sulla ricerca.

“Parte della nostra missione è di garantire che il sistema sarà utilizzato correttamente da giovani pazienti, il che significa avere l’effetto desiderato sia sulla salute come la qualità della vita del paziente”, ha detto Hood. “A tal fine, valutiamo l’esperienza dell’utente con la somministrazione mediante sondaggi e focus group, e quindi usiamo quelle risposte per generare nuove strategie e soluzioni utili ad aiutare l’utente del sistema a circuito chiuso.”

Testare il “pancreas bionico”

I controlli del glucosio sul  pancreas che sta rilasciando insulina per bassi livelli di glucosio e rilasciando glucagone per aumentare i livelli di glucosio, sono un altro approccio per il monitoraggio ad anello chiuso nel dare sia insulina che glucagone. Stanford ha partecipato a un studio multicentrico finanziato dal NIH, che sta testando il “pancreas bionico” sviluppato presso la Boston University. Questo sistema ha il potenziale per eliminare la necessità di conteggio dei carboidrati prima dei pasti evitando anche ipoglicemia attraverso la fornitura di glucagone. Lancet ha recentemente pubblicato un articolo su questo studio.

David Maahs, MD, il nuovo capo della divisione di endocrinologia pediatrica presso Packard Children, ha detto che il programma continuerà “spianando la strada per una migliore cura, non solo per i nostri pazienti al Packard, ma per le persone con diabete di tipo 1 in tutto il mondo.”