هل انتهى عصر الأنسولين؟.. زرعة الإلكترونية تستخدم الكهرباء لمكافحة مرض السكري

طور العلماء، أداة إلكترونية دقيقة تستخدم الكهرباء لخفض مستويات السكر في الدم، وتعمل بطريقة مختلفة عن علاجات السكري الحالية، فبدلًا من مساعدة الجسم على امتصاص الجلوكوز أو التحكم في كيفية معالجته للسكر، تقوم بتحويل الجلوكوز الزائد في مجرى الدم إلى مادة يمكن التخلص منها عن طريق البول. 

وأظهر الجهاز الذي طوره باحثون من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، نتائج واعدة في تجارب أُجريت على فئران مصابة بالسكري، حسبما أفادت مجلة “ساينس”.

أداة إلكترونية تستخدم الكهرباء لمكافحة مرض السكري

ويمكن استخدام هذه الأداة كنهج مختلف لإدارة داء السكري من النوع الثاني، لا سيما لدى الأشخاص الذين يعانون أيضًا من زيادة الوزن، وفي تجارب أجريت على الفئران، ساعد الجهاز في تنظيم مستويات السكر في الدم وارتبط بفقدان الوزن. 

كيف تعمل الأداة الإلكترونية؟

تستخدم الأداة أو الغرسة، التي طورها باحثون بقيادة مارتن فوسنيجر، أستاذ التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، محفزًا مصممًا خصيصًا لإزالة الجلوكوز الزائد من الدم. 

ويحتوي الجهاز على قطعة من لباد الجرافيت مغطاة بتجمعات دقيقة من الذهب، مطلية بدورها بجزيئات أصغر من البلاتين. تعمل هذه المواد معًا لتحفيز تفاعل كيميائي عند تزويدها بالكهرباء، وعلى عكس بعض العلاجات البيولوجية التجريبية، لا تحتاج هذه الغرسة إلى خلايا حية أو إنزيمات أو مكونات معدلة وراثيًا.

ويحتوي الجهاز المزروع أيضاً على وحدة تحكم إلكترونية مغلفة بغلاف مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويتلقى الطاقة لاسلكياً، مما يسمح له بالعمل دون الحاجة إلى مصدر طاقة سلكي تقليدي.

كيف تساعد الكهرباء في خفض نسبة السكر في الدم؟

تعتمد هذه التقنية على تحويل الجلوكوز الزائد إلى مادة تُسمى جلوكونات، ويستخدم الجسم الجلوكوز عادة لإنتاج الطاقة، ولكن عندما يتجاوز فائض الجلوكوز حاجة الجسم، يُخزّن جزء منه على شكل دهون. 

وتستخدم هذه الزرعة تفاعلًا كهربائيًا لتحويل الجلوكوز إلى جلوكونات، والتي تُطرح بعد ذلك من الجسم عن طريق البول بواسطة الكليتين.

وتختلف هذه العملية عن علاجات السكري التقليدية، فالأنسولين يساعد الخلايا على امتصاص الجلوكوز من مجرى الدم، لكن هذه الزرعة مصممة لتحويل جزء من الجلوكوز الزائد إلى مادة يمكن للجسم التخلص منها. 

ويعتقد الباحثون أن هذه التقنية، من خلال إزالة جزء من الجلوكوز الزائد بدلاً من السماح للجسم باستخدامه أو تخزينه، قد تساعد أيضاً في تقليل تراكم الدهون.

ومن أهم ميزات هذه التقنية نظام المراقبة والتحكم الآلي، إذ صُمم هذا النظام ليعمل مع جهاز مراقبة الجلوكوز المستمر (CGM) المشابه لأجهزة الاستشعار التي يرتديها مرضى السكري عادة على الجزء العلوي من أذرعهم. إليكم كيفية عمل هذه العملية:

• يراقب مستويات الجلوكوز: يقيس مستشعر الجلوكوز باستمرار مستويات السكر في أنسجة الجسم
• يرسل تنبيهًا: عندما ترتفع مستويات الجلوكوز عن النطاق المطلوب، يتصل المستشعر بالهاتف الذكي أو الساعة الذكية عبر البلوتوث
• يقوم بتنشيط الزرعة: يوفر الجهاز المتصل الطاقة الكهربائية اللازمة لتنشيط محفز الزرعة
• يحول الجلوكوز الزائد: يقوم العامل المحفز بتحويل الجلوكوز إلى جلوكونات، والتي يمكن التخلص منها عن طريق البول.
• يتم إيقاف التشغيل تلقائيًا: بمجرد عودة مستويات الجلوكوز إلى النطاق المطلوب، يتوقف النظام عن تزويد الزرعة بالكهرباء

ويُعرف هذا النظام بنظام الحلقة المغلقة لأن الجهاز يستجيب باستمرار لتغيرات مستويات الجلوكوز، كما تهدف آلية التبديل التلقائي إلى منع انخفاض مستوى السكر في الدم بشكل كبير.