Terapie

Diabete tipo 1: sviluppato un nuovo metodo per la somministrazione del glucagone

Sihan Yu e Matthew Webber
CREDITO: Università di Notre Dame

Per i bambini con diabete di tipo 1, il rischio di sperimentare un grave episodio ipoglicemico è particolarmente comune e per i genitori, la minaccia che ciò accada nel cuore della notte è particolarmente spaventosa. Cadute improvvise e critiche dello zucchero nel sangue possono passare inosservate durante la notte quando il bambino dorme, con conseguente coma e morte, un evento noto come “sindrome della morte a letto”.

“Un genitore può controllare i livelli di glucosio del proprio figlio prima di andare a letto e tutto sembra a posto, poi intorno alle 2 di notte il loro livello di zucchero nel sangue è pericolosamente basso, vicino al livello di coma”, ha detto Matthew Webber, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare presso il Università di Notre Dame.

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Webber ha ascoltato i genitori di bambini diabetici descrivere la paura di un tale episodio: svegliarsi più volte a notte per controllare i livelli di glucosio e il panico delle situazioni di emergenza e portare di corsa i bambini in ospedale nel cuore della notte.

In situazioni gravi, le iniezioni di glucagone possono stabilizzare i livelli di glucosio nel sangue abbastanza a lungo da consentire ai genitori di ottenere cure mediche per il bambino. Ma in un nuovo studio, pubblicato sul Journal of the American Chemical Society , Webber sta ripensando all’uso tradizionale del glucagone come risposta alle emergenze somministrandolo come misura preventiva.

Nella ricerca, Webber e il suo team illustrano come hanno sviluppato con successo idrogel che rimangono intatti in presenza di glucosio ma si destabilizzano lentamente quando i livelli diminuiscono, rilasciando glucagone nel sistema, aumentando i livelli di glucosio.

“Nel campo dei materiali sensibili al glucosio, l’attenzione è stata in genere sulla gestione della somministrazione di insulina per controllare i picchi di zucchero nel sangue”, ha affermato Webber. “Ci sono due elementi per il controllo della glicemia. Non vuoi che la glicemia sia troppo alta e non vuoi che sia troppo bassa. Abbiamo essenzialmente progettato un ciclo di controllo utilizzando un idrogel che si rompe quando il glucosio i livelli scendono per rilasciare glucagone secondo necessità.”

I gel sono a base d’acqua con una struttura tridimensionale. Webber li descrive come aventi un’architettura a rete che ricorda un mucchio di spaghetti con glucagone “spruzzato” dappertutto. Secondo lo studio, nei modelli animali i gel si sono dissolti quando i livelli di glucosio sono scesi, finendo per degradarsi per rilasciare il loro contenuto di glucagone.

Idealmente nelle applicazioni future, i gel dovrebbero essere somministrati ogni sera prima di andare a letto, ha spiegato Webber. “Se un episodio ipoglicemico si verificasse più tardi, tre o cinque ore dopo mentre il bambino dorme, allora la tecnologia sarebbe pronta a implementare la terapia, correggere lo squilibrio di glucosio e prevenire un episodio grave”.

Webber ha sottolineato che la ricerca è in fasi estremamente iniziali e che i genitori e le persone che vivono con il diabete di tipo 1 non dovrebbero aspettarsi di vedere una tale terapia disponibile a breve termine.

“Una delle grandi sfide è stata progettare l’idrogel per essere abbastanza stabile in presenza di glucosio e abbastanza reattivo in assenza di esso”, ha detto. Un’altra sfida è stata impedire al glucagone di fuoriuscire dalla struttura a rete dell’idrogel. Sebbene il team alla fine abbia avuto successo, Webber ha affermato di sperare di migliorare la stabilità e la reattività con ulteriori studi.

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I coautori dello studio includono Sihan Yu, Sijie Xian, Zhou Ye e Irawan Pramudya, tutti a Notre Dame.

Il lavoro di Webber per sviluppare nuovi materiali per il controllo della glicemia è finanziato dal Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, dall’American Diabetes Association e dalla Juvenile Diabetes Research Foundation.

Webber è un membro affiliato dell’Institute for Precision Health di Notre Dame e dell’Harper Cancer Research Institute.

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