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Lo smartphone controlla le cellule aiutandole a mantenere il diabete compensato

Le cellule ingegnerizzate per produrre insulina sotto il comando di uno smartphone hanno contribuito a mantenere i livelli di zucchero nel sangue entro i limiti normali in topi diabetici, un nuovo studio riporta. Più di 415 milioni di persone nel mondo sono affette da diabete, e spesso devono iniettarsi con insulina per gestire lo loro zucchero nel sangue. Le cellule umane possono essere geneticamente manipolate in fabbriche viventi che producono altresì con efficienza a fornire ormoni e molecole di segnalazione, ma la maggior parte dei circuiti biologici sintetici non offrono lo stesso grado di sensibilità e precisione dei sensori digitali. La combinazione di tessuti viventi e tecnologia, testata da Jiawei Shao et al. a portato alla creazione di cellule personalizzate che producono insulina quando sono illuminate da luce rossa a onda lunga (le stesse lunghezze d’onda emesse dalle lampadine per la terapia a infrarossi). 

I ricercatori hanno aggiunto alle cellule una guaina morbida biocompatibile che conteneva anche il LED rosso wireless alimentato per creare Hydrogel e i LED così facendo possono essere accesi e spenti da un campo elettromagnetico esterno. L’impianto citato nella pelle di topi diabetici testati da Shao e colleghi amministra le dosi di insulina da remoto tramite un applicazione per smartphone. Essi non solo misura tramite algoritmi codificati di controllo codificati da smartphone, ma hanno progettato le cellule ingegnerizzate per produrre insulina senza alcun “cross-talk” tra i normali processi di segnalazione cellulare. Gli scienziati hanno continuato a abbinare il sistema con un misuratore di glucosio nel sangue Bluetooth-enabled, generando un feedback immediato tra le cellule terapeutiche e il dispositivo diagnostico che ha aiutato gli animali diabetici a raggiungere rapidamente e mantenere i livelli di glucosio nel sangue stabili in un piccolo esperimento pilota per un periodo di diversi settimane. Gli autori affermano che collegare correttamente i segnali digitali con cellule ingegnerizzate rappresenta un passo importante verso la traduzione di  simili terapie cellulari in clinica. Un focus riferito da Mark Gomelsky evidenzia i risultati ulteriormente.



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Biosensori nelle lenti a contatto potrebbero un giorno misurare la glicemia e altre funzioni corporee

Biosensori trasparenti incorporati in lenti a contatto potrebbe presto consentire ai medici e ai pazienti di monitorare i livelli di glucosio nel sangue e una miriade di altri segni rivelatori di malattie senza esami invasivi. Gli scienziati dicono che le lenti biosensibili basate su una tecnologia che ha portato allo sviluppo degli smartphone con display più vividi, potrebbero anche essere utilizzate per monitorare l’uso dei farmaci o servire come sistema di diagnosi precoce per il cancro e altre gravi condizioni mediche.

I ricercatori presenteranno il loro lavoro oggi alla 253a Assemblea Nazionale & Esposizione della American Chemical Society (ACS). ACS, è la più grande società scientifica al mondo, e sta tenendo l’evento da oggi fino a giovedi a San Francisco California – USA. Un appuntamento  di dimensioni enormi per la comunità scientifica mondiale, dotato di oltre 14.000 presentazioni su una vasta gamma di argomenti scientifici.

“Questi biosensori probabilmente non metteranno i laboratori fuori dal mercato”, dice Gregory S. Herman, Ph.D. “Ma penso saranno in grado di fare un sacco di diagnostica tramite le informazioni che possono essere estratte dalle gocce delle lacrime negli occhi.”

Herman è il primo ad aver concepito il sistema utilizzando il biosensore durante il lavoro nell’industria. Lì, e due suoi colleghi hanno inventato un composto costituito da ossido di gallio zinco indio (IGZO). Questo semiconduttori hanno rivoluzionato l’elettronica, offrendo ai consumatori display ad alta risoluzione su televisori, smartphone e tablet, migliorandone il risparmio energetico e la sensibilità touch-screen.

Herman dopo essersi trasferito alla Oregon State University nel 2009, ha iniziato a studiare applicazioni biomediche di questa tecnologia. In particolare, voleva trovare un modo per aiutare le persone con diabete a monitorare continuamente i loro livelli di glucosio nel sangue in modo più efficiente con l’utilizzo di lenti a contatto biosensibili.

Il monitoraggio continuo del glucosio – invece dell’approccio con pungimento della pella – aiuta a ridurre il rischio di problemi di salute legati al diabete, Herman dice. Ma la maggior parte dei sistemi di monitoraggio continuo del glucosio richiedono elettrodi inseriti in varie punti sotto la pelle. Questo può essere doloroso, e gli elettrodi possono causare irritazioni cutanee o infezioni.

Herman dice che le lenti a contatto biosensori potrebbero eliminare molti di questi problemi e migliorare la conformità in quanto gli utenti avranno facilmente la possibilità di sostituirle su base giornaliera. E, a differenza degli elettrodi sulla pelle, sono invisibili, e la cosa potrebbe aiutare gli utenti a sentirsi meno impacciati circa il loro utilizzo.

Per testare questa idea, Herman ed i suoi colleghi hanno prima sviluppato un metodo poco costoso per rendere praticabile l’elettronica IGZO. Poi, hanno usato un sistema per fabbricare un biosensore contenente un foglio trasparente di transistori ad effetto di campo IGZO e glucosio ossidasi, un enzima che scompone il glucosio. Quando hanno aggiunto il glucosio alla miscela, l’enzima ha ossidato la glicemia. Come risultato, il livello di pH nella miscela si è spostato e, a sua volta, le variazioni della corrente elettrica si sono spostate  attraverso il transistore IGZO attivandolo.

In biosensori convenzionali, sarebbero usati mediante queste variazioni di campo energetico, per misurare le concentrazioni di glucosio nel fluido interstiziale sotto la pelle di un paziente. Ma le concentrazioni di glucosio sono molto più basse negli occhi. Quindi, qualsiasi biosensore integrato in lenti a contatto dovrà essere molto più sensibile. Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno creato nanostrutture all’interno del biosensore IGZO che sono in grado di rilevare concentrazioni di glucosio molto più basse rispetto a quelle trovate nelle lacrime.

In teoria, Herman dice che più di 2.500 biosensori – ciascuno dei quali misura una funzione corporea diversa – potrebbero essere incorporati in un 1 millimetro di cerotto quadrato di una lente a contatto IGZO. Una volta completamente sviluppati, Herman afferma, i biosensori potranno trasmettere informazioni di vitale importanza sulla salute per smartphone e altri dispositivi Wi-Fi o abilitati Bluetooth.

La squadra di Herman ha già utilizzato il sistema IGZO in cateteri per misurare l’acido urico, un indicatore chiave della funzione renale, e sta esplorando la possibilità di utilizzarlo per la diagnosi precoce del cancro e di altre gravi condizioni. Tuttavia, Herman dice che ci vorrà almeno un anno o più prima che un prototipo di lente a contatto con biosensore sia  pronta per la sperimentazione animale.

E nell’attesa di questo e quello proseguiamo con i soliti strumenti…..


Una conferenza stampa su questo tema si terrà martedì 4 aprile, alle 9:30 del mattino ora del Pacifico nel Moscone Center. I reporter possono effettuare il check-in presso il centro stampa, South Building, Foyer, o guardare in diretta su YouTube http: // bit. ly / ACSLive_SanFrancisco. Per porre domande on-line, accedere con un account Google.

Herman ha ricevuto finanziamenti dalla Juvenile Diabetes Foundation Research e Infrastructure Coordinated National Nanotechnology.

L’American Chemical Society è un’organizzazione senza scopo di lucro istituita dal congresso degli Stati Uniti. Con quasi 157.000 membri, ACS è la più grande società scientifica al mondo e leader mondiale nella ricerca chimica attraverso le sue molteplici banche dati, riviste e conferenze scientifiche. ACS non conduce direttamente la ricerca, ma pubblica e pubblicizza gli studi scientifici peer-reviewed. I suoi principali uffici sono a Washington, DC, e Columbus, Ohio.



SugarBEAT il sensore “delicato”

#ATTD2017 Parigi, oggi viene presentato il lancio sul mercato di SugarBEAT: il tanto atteso sensore per il monitoraggio continuo glicemico (CGM) “delicato” sulla pelle e che fa “figo”. L’azienda che lo fa afferma:  sugarBEAT® libera dalla lancetta pungidito e offre una accurata misurazione del glucosio, così dagestire al meglio la glicemia attraverso un sistema indolore, con il monitoraggio continuo non invasivo.

Con oltre 420 milioni di diabetici in tutto il mondo e il numero di pre-diabetici a di quasi tre volte superiore a questo numero, il diabete è un problema sanitario globale.

La combinazione di ricerca clinica con tecnologia amichevole per il paziente, sugarBEAT® fornisce un accurato, non invasivo, conveniente e a basso costo metodo usa e getta di monitoraggio glicemico per una migliore gestione del diabete.

SugarBEAT® comprende:

  • Cerotto sensore riutilizzabile (mostrato sopra)

  • SugarBEAT® App pre-scaricata su smart device dell’utente (orologio / telefono / tablet)

  • Opzionale sugarBEAT® lettore portatile (se del caso l’utente decide di non utilizzare il proprio smart device).

Utilizzando una piccola cerotto usa e getta in modo indolore attaccato a braccio, gamba o addome dell’utente, sugarBEAT® misura i livelli di glucosio del corpo attraverso la pelle.

Circa 1 mm di spessore, e progettato per essere conforme al corpo per una maggiore comfort del paziente e conformità, la patch sugarBEAT® offre un modo conveniente per monitorare i livelli di zucchero nel sangue lungo tutta la giornata.

Collegato ad un piccolo sensore elettronico, il cerotto sugarBEAT® il sensore può prendere la misurazione ogni cinque minuti dal liquido interstiziale del corpo, elaborato dalla pelle.

Questi dati clinicamente rilevanti possono essere trasmessi in modo sicuro tramite Bluetooth a un App pre-scaricata sul proprio smart device dell’utente e, facoltativamente inviati ai professionisti del settore sanitario.

SugarBEAT® permetterà ai diabetici di ottenere un migliore controllo del glucosio attraverso una maggiore comprensione dei fattori di stile di vita, contribuendo in tal modo a prevenire o ritardare le complicanze a lungo termine provocata dalla patologia.

Lancio sul mercato a partire dalla primavera 2017 in alcuni paesi in Europa (non l’Italia al momento), Asia e Medio Oriente.

Costo di un sensore 15 euro per 15 giorni.



EverSense il primo sensore glicemico impiantabile: l’Europa dice sì!


SenseonicsSenseonics
, una società con sede a Germantown, Maryland, ha ricevuto il nulla osta regolamentare europeo per presentare il suo sistema di monitoraggio continuo del glucosio EverSense. Il sistema comprende un sensore che viene impiantato sotto la pelle e cambiato con uno nuovo ogni tre mesi, e un trasmettitore che comunica con una applicazione smartphone corrispondente per fornire i risultati.

Il sensore è un glucometro effettivo che campiona continuamente i valori passati dal sangue utilizzando la tecnologia a fluorescenza. Il trasmettitore legge lo stato del sensore e utilizza la connettività senza fili Bluetooth per passare i dati all’applicazione smartphone. L’applicazione a sua volta ha caratteristiche come allarmi quando i livelli dello zucchero calano e si sta andando in ipoglicemia, e il monitoraggio storico dei valori per una facile condivisione con il medico.

Da Senseonics:

Lo studio multicentrico in fase autorizzativa ha mostrato ottimi risultati sulla precisione e sicurezza in tutto l’uso nei 90 giorni del CGM sistema EverSense.

Il marchio CE conferma che il prodotto soddisfa i requisiti essenziali della direttiva sui dispositivi medici impiantabili attivi (AIMDD 90/385 / CEE). Il sistema è indicato per misurare continuamente i livelli di glucosio nel fluido interstiziale degli adulti e per essere usato come un dispositivo aggiuntivo; per completare le informazioni ottenute da glucometri standard del glucosio nel sangue a casa. In concomitanza con l’approvazione della marcatura CE, Senseonics condurrà attività di sorveglianza post-commercializzazione, che comprenderà la raccolta dei dati di sicurezza e prestazioni a lungo termine da inserimenti di sensori ripetuti. La messa in commercio in Europa è prevista a partire da fine 2016.

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Una importante precisazione circa questo dispositivo: il sensore ha ricevuto il marchio europeo per gli strumenti biomedicali, dopo di che il passaggio alla messa in disponibilità è ancora tutto da fare e non sarà breve poiché l’azienda dovrà produrlo e poi ci sarà il necessario visto commerciale dei singoli governi nazionali e regioni, e comunque il sensore, come peraltro quelli disponibili già ora, è un dispositivo medico e dallo stesso medico diabetologo va autorizzato per i pazienti che richiedono un monitoraggio glicemico continuo (ipoglicemia innavertita ad esempio). E per essere impiantato ci vorrà un breve intervento di intaglio chirurgico da parte del personale sanitario. Infine tale congegno è apllicabile solo per i diabetici adulti secondo nota del produttore. 

Il grasso bruno mantiene la glicemia sotto controllo

Questo estratto visivo descrive ciò che Lee et al. hanno trovato, come l'utilizzazione del glucosio da parte del grasso bruno negli esseri umani è accoppiato con la produzione di calore in modo circadiano. Una superiore abbondanza di grasso bruno si correla con minore variabilità della glicemia, il grasso bruno può aiutare a tamponare le fluttuazioni di glucosio e mantenere in tutto il corpo l'omeostasi del glucosio nel corso del tempo. Credit: Lee et al./Cell Metabolism 2016

Questo estratto visivo descrive ciò che Lee et al. hanno trovato, come l’utilizzazione del glucosio da parte del grasso bruno negli esseri umani è accoppiato con la produzione di calore in modo circadiano. Una superiore abbondanza di grasso bruno si correla con minore variabilità della glicemia, il grasso bruno può aiutare a tamponare le fluttuazioni di glucosio e mantenere in tutto il corpo l’omeostasi del glucosio nel corso del tempo. Credit: Lee et al./Cell Metabolism 2016

Gli scienziati australiani hanno dimostrato che il grasso bruno – un particolare tipo di grasso che brucia l’energia per produrre calore – può anche aiutare a mantenere lo zucchero nel sangue costante negli adulti.

I ricercatori del Garvan Institute of Medical Research di Sydney hanno misurato l’attività del grasso bruno e della glicemia in continuo e in tempo reale nei partecipanti allo studio, e si è scoperto che gli individui con più grasso bruno avevano minori fluttuazioni di zucchero nel sangue. Le loro scoperte aprono nuove strade per le terapie del diabete che hanno come target il grasso bruno.
L’incidenza del diabete di tipo 2, che si caratterizza per la glicemia alta, sta raggiungendo proporzioni epidemiche in tutto il mondo. Vi è la necessità di nuove informazioni su come i livelli dello zucchero nel sangue possono essere controllati, al di là dei meccanismi azionati dalle terapie attualmente disponibili.
Ora, i ricercatori della Garvan hanno dimostrato che il grasso bruno può aiutare a ridurre al minimo le fluttuazioni dello zucchero nel sangue (glicemia) e la concentrazione negli adulti. Il loro lavoro è pubblicato oggi sulla prestigiosa rivista Cell Metabolism.
A differenza del grasso bianco , che immagazzina l’energia in primo luogo, il grasso bruno brucia energia – spesso in straordinarie grandi quantità. Seduti appena sopra la clavicola e nel collo, il grasso bruno si comporta come un generatore di calore, contribuendo a tenerci caldi e bruciare i grassi.

Cellule di grasso bruno umane sotto il microscopio. Credit: Garvan Institute of Medical Research

Cellule di grasso bruno umane sotto il microscopio. Credit: Garvan Institute of Medical Research

Il dottor Paul Lee della Divisione Metabolismo e diabete, Professore Jerry Greenfield, del Garvan, sono stati a lungo interessati a sapere se il grasso bruno potesse avere un ruolo al di là di tenerci al caldo.
Dr Lee dice: “Il grasso bruno occupa così tanto glucosio che ci siamo chiesti se potrebbe influenzare la concentrazione del glucosio nel sangue – e se, di conseguenza,  terapie grasso mirati al marrone potrebbero aiutare a controllare il diabete.
“In precedenza, abbiamo dimostrato che gli individui con grandi depositi di grasso bruno tendono ad essere magri e hanno una minore tasso di glucosio nel sangue – e ora, abbiamo scoperto un potenziale legame tra l’attività del grasso bruno e le variazioni di glucosio nel sangue.”
Il gruppo di ricerca ha studiato un gruppo di 15 adulti sani per oltre 12 ore. Essi hanno scoperto che i livelli di glucosio nel sangue e la produzione di calore da grasso bruno erano strettamente correlate, attraverso il monitoraggio congiunto nel tempo.
È importante sottolineare come i partecipanti che avevano più grandi depositi di grasso bruno hanno registrato minori fluttuazioni del glucosio nel sangue – e la glicemia è scesa dopo ogni picco di attività del grasso bruno.
Al contrario, l’attività del grasso marrone aumentava soltanto in risposta ad un aumento della glicemia tra quelli con meno grasso marrone, ed è interessante, le fluttuazioni di glucosio erano maggiori. In particolare, gli individui senza grasso marrone rilevabile hanno avuto le più ampie fluttuazioni di glucosio nel sangue.

lIl grasso bruno è visibile su una PET come colorazione rossa intorno alla clavicola. La scansione rileva un tracciante di glucosio, che è visibile nelle organi più metabolicamente attivi. Credit: Garvan Institute of Medical Research

lIl grasso bruno è visibile su una PET come colorazione rossa intorno alla clavicola. La scansione rileva un tracciante di glucosio, che è visibile nelle organi più metabolicamente attivi. Credit: Garvan Institute of Medical Research

Dr Lee dice, “Sembra che il grasso marrone ha più influenza sulla glicemia.
“I nostri risultati indicano che il grasso bruno potrebbe agire come un ‘buffer del glucosio’, diminuendo la variazione nel sangue e potenzialmente riducendo gli stress metabolici che potrebbero aumentare il rischio di diabete.”
Lo studio ha utilizzato una tecnica semplice e non invasiva per misurare l’attività del grasso marrone: un piccolo termometro posto sopra la clavicola dei partecipanti.
Dr Lee dice: “Il grasso bruno si trova appena sotto la pelle, e si riscalda quando è attivo. Quindi, la misurazione della temperatura cutanea alla clavicola può permettere di stimare l’attività grasso bruno.
“Questa è la prima volta che siamo stati in grado di stimare contemporaneamente  l’attività del grasso marrone e glucosio cambia continuamente e in tempo reale. Mentre la misura è una indiretta, offre l’opportunità di esaminare come il grasso bruno si riferisce al glucosio durante la vita quotidiana.”
I ricercatori hanno anche fatto un’osservazione interessante: l’attività grasso bruno  all’alba è rosa, nei volontari nell’attimo del risveglio dal sonno. Il dr Lee dice: “Abbiamo ipotizzato che questo incremento di temperatura nel primo mattino può avere un’origine evolutiva, generando calore e preparare i nostri antenati per la caccia e la raccolta nel freddo come inizia il giorno.”
Dr Lee dice che  terapie a base di grassi marrone sono potenzialmente promettenti nella lotta contro il diabete in futuro, ma sollecita anche cautela.
“Lo studio mette nel telaio il grasso bruno  per lo sviluppo di terapie sul diabete. Se siamo in grado di individuare ciò che passa il grasso bruno nell’ attività dentro e fuori durante il giorno, possiamo identificare nuovi bersagli nella progettazione di farmaci.
“Il grasso bruno è interessante e promettente -. Ma non è la soluzione per trovare una cura nel diabete, almeno non ora Una dieta equilibrata ed esercizio fisico regolare sono i capisaldi del metabolismo sano e non deve essere dimenticato.”

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