Имплант в Цюрихе превращает избыток глюкозы в глюконат и нормализует уровень сахара у мышей

Исследователи Швейцарской федеральной высшей технической школы в Цюрихе (ETH Zurich) представили имплантируемое устройство, использующее электрохимический катализатор для превращения избыточной глюкозы в крови в вещество, известное как «глюконат», которое затем выводится почками с мочой, в попытке создать новый терапевтический подход для пациентов с сахарным диабетом 2‑го типа, обычно связанным с ожирением и малоподвижностью.

Устройство работает за счёт трёх основных компонентов: наноэлектрохимического катализатора, электронной управляющей части и системы беспроводного питания, позволяющей работать без стационарного проводного источника энергии. Исследователи сообщили, что катализатор изготовлен из графита, золота и платины и не содержит клеток, ферментов или других биологических компонентов.

Устройство подключается к сенсору для мониторинга уровня глюкозы того типа, который пациенты носят на верхней части плеча. Когда уровень сахара повышается после приёма пищи, сенсор отправляет сигнал по Bluetooth на смартфон или смарт‑часы для активации катализатора и начала превращения глюкозы; работа устройства автоматически останавливается, когда показания возвращаются в целевой диапазон, чтобы снизить риск выраженной гипогликемии.

Команда сначала испытала устройство в лаборатории, а затем на мышах с диабетом; результаты исследования опубликованы в журнале Science. В лабораторных экспериментах катализатор смог преобразовать глюкозу в пяти литрах раствора — объёме, близком к объёму крови человека — и в опытных группах устройство помогло нормализовать уровень сахара в крови у мышей; также было отмечено снижение их массы тела в ходе эксперимента.

Испытания показали, что устройство работало надёжно в течение шести недель и хорошо переносилось животными; признаков повреждения тканей вследствие электрического или теплового воздействия обнаружено не было. Руководитель исследовательской группы Мартин Фуснигер подтвердил, что устройство работает при очень низком напряжении и при этом подчеркнул, что оно ещё не испытывалось на людях.

Исследователи считают, что эта технология может открыть новый путь в лечении, основанный на прямом электронном контроле уровня глюкозы вместо полной зависимости от лекарств; при этом многие электронные компоненты устройства и системы беспроводной передачи энергии доступны коммерчески, что может упростить дальнейшую разработку.

Команда отмечает, что сейчас работает над переводом разработки в разряд медицинского устройства, но прежде чем оно сможет быть утверждено в качестве лечения диабета, необходимы дополнительные исследования для оценки безопасности и эффективности у людей и для определения его способности контролировать уровень сахара и ограничивать набор веса.