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Le pancréas artificiel suit deux hormones
La gestion du diabète de type 1 est une prouesse d'organisation et de contrôle. Mieux un diabétique peut contrôler sa glycémie, moins les complications de santé à long terme sont probables. Mais même avec des appareils comme les pompes à insuline automatisées, qui libèrent une dose continue d'insuline, les diabétiques doivent toujours se rappeler d'ajouter une dose supplémentaire d'insuline aux repas, et beaucoup passent beaucoup de temps chaque jour avec des taux de sucre dans le sang plus élevés ou plus élevés. inférieur à la normale.
Les scientifiques ont travaillé pour développer un système de pancréas artificiel qui surveillerait les niveaux de sucre dans le sang et les normaliserait automatiquement, sans aucune intervention humaine. Un essai clinique préliminaire détaillé ce mois-ci dans Science Médecine translationnelle marque une avancée significative dans la création d'un système entièrement automatisé. Le système a été capable de contrôler la glycémie dans un petit groupe de patients diabétiques, même lorsque les patients mangeaient des repas riches en glucides, ce qui est l'un des défis majeurs pour les systèmes de pancréas artificiel.
La plupart des systèmes de pancréas artificiel en cours de développement associent un moniteur de glycémie à une pompe à insuline. Le dispositif de cette étude ajoute un autre composant qui surveille l'hormone glucagon, qui neutralise l'insuline. Le glucagon aide à empêcher les niveaux de sucre dans le sang de chuter trop bas si trop d'insuline est administrée. Bien que les diabétiques produisent encore du glucagon, il ne fonctionne pas toujours correctement.
Notre sentiment est que le glucagon est une mesure supplémentaire importante de sécurité, dit Steven Russell , endocrinologue au Massachusetts General Hospital, qui a codirigé la recherche. Russell explique que l'hypoglycémie peut être un problème majeur pour les diabétiques. Paradoxalement, mieux les diabétiques contrôlent leur glycémie, plus ils sont à risque. L'hypoglycémie, qui survient lorsque la glycémie chute trop bas, peut entraîner des sueurs, des tremblements, des étourdissements et de la confusion, et dans certains cas, elle peut mettre la vie en danger.
La nouvelle étude a été principalement conçue pour tester un algorithme que l'équipe a développé pour prédire la quantité d'insuline et de glucagon nécessaire pour maintenir une glycémie normale. Edouard Damien , bio-ingénieur à l'Université de Boston et co-responsable de l'étude, explique que parce que l'insuline est absorbée et éliminée lentement du corps, l'algorithme ne peut pas simplement répondre au niveau actuel de sucre dans le sang, mais doit également anticiper où il se dirige. À chaque dose, il garde une trace de l'augmentation de l'insuline administrée, ainsi que de la diminution des doses précédentes, dit-il.
Le système a été testé chez 11 adultes atteints de diabète de type 1 pendant une période de 27 heures, au cours de laquelle les sujets ont mangé trois repas riches en glucides. Plutôt que de se fier à un glucomètre sous la peau, les chercheurs ont effectué des lectures directes de la glycémie toutes les cinq minutes. Le logiciel a ensuite calculé la quantité d'insuline et de glucagon nécessaire. Les doses étaient administrées par des infirmières.
Dans le premier essai, le système a maintenu des taux de sucre dans le sang normaux pour six des sujets, mais les cinq autres ont connu une hypoglycémie qui a dû être sauvée en buvant du jus de fruit. Les chercheurs ont découvert que ces cinq patients ont pris beaucoup plus de temps que prévu pour absorber et éliminer l'insuline qu'ils ont reçue. Ils ont donc ajusté les paramètres du système pour correspondre à un taux d'absorption d'insuline plus lent et ont retesté les mêmes sujets. Le système a ensuite été en mesure de maintenir sous contrôle les niveaux de sucre dans le sang de tous les participants, bien que les niveaux aient été légèrement plus élevés chez ceux qui avaient absorbé l'insuline rapidement lors du premier essai.
Bruce Buckingham , un endocrinologue pédiatrique à l'Université de Stanford qui n'a pas été impliqué dans le travail, dit que démontrer que le système fonctionne même après que les sujets ont mangé de gros repas est une réalisation clé. Traiter les repas est le véritable obstacle au développement de tout pancréas artificiel, dit-il. Une étude récente d'un groupe de l'Université de Cambridge, au Royaume-Uni, a testé un système similaire, mais seulement pendant la nuit, lorsque les patients ne mangeaient pas. Buckingham dit qu'un autre défi pour les appareils sera de gérer les périodes d'exercice, ce qui entraîne également une fluctuation de la glycémie.
L'équipe à l'origine du nouveau dispositif prévoit un autre essai utilisant un glucomètre en continu approuvé par la FDA et un système automatisé d'administration des deux hormones. Cet essai comparera le système à double hormone avec un système à insuline seule, et il couvrira deux jours et comprendra une période d'exercice.
Aaron Kowalski , directeur du projet de pancréas artificiel à la Fondation de recherche sur le diabète juvénile, qui a financé en partie l'étude, affirme que le système insuline-glucagon représente l'avenir des technologies de pancréas artificiel. Notre objectif ultime est d'essayer de nous rapprocher le plus possible d'une physiologie humaine sans diabète, dit-il. Mais mettre un tel système sur le marché sera un défi. Kowalski dit qu'il n'y a pas de pompes approuvées par la FDA qui délivrent deux substances différentes, et le glucagon n'est actuellement utilisé qu'en cas d'urgence lorsque les patients diabétiques deviennent dangereusement hypoglycémiques - il se présente sous la forme d'une poudre qui doit être reconstituée.
Dans l'immédiat, Kowalski pense que les dispositifs à pancréas artificiel à insuline uniquement seront disponibles beaucoup plus tôt. Une pompe à insuline qui peut s'arrêter automatiquement lorsque la glycémie chute trop bas a déjà été approuvée en Europe. Et le projet de pancréas artificiel travaille avec Société Animas , qui fabrique des glucomètres, sur un système qui surveille la glycémie mais ne délivre automatiquement de l'insuline que lorsque les niveaux de sucre dans le sang tombent au-dessus ou en dessous d'une certaine plage. Kowalski pense qu'un tel dispositif, bien qu'il n'automatise pas entièrement l'administration d'insuline, peut offrir aux diabétiques une tranquillité d'esprit cruciale.