تحول در درمان دیابت؛ ایمپلنت زیستی که عملکرد لوزالمعده را شبیه سازی می کند

دیابت یکی از شایع ترین بیماری های مزمن در جهان است که میلیون ها نفر را به تزریق روزانه انسولین یا استفاده از پمپ های کنترل قند خون وابسته کرده است. با وجود پیشرفت های فناورانه، هنوز درمان قطعی و بی نیاز از مداخله مداوم انسانی برای این بیماری وجود ندارد. اکنون پژوهشگران با ترکیب مهندسی زیستی و علوم سلولی، گامی مهم در مسیر جایگزینی عملکرد طبیعی لوزالمعده برداشته اند که می تواند شیوه درمان دیابت را به طور اساسی تغییر دهد.

ساخت ایمپلنت زیستی با عملکرد مشابه لوزالمعده

پژوهشگران تلاش کرده اند سیستمی طراحی کنند که مانند لوزالمعده سالم، به صورت خودکار سطح قند خون را تشخیص داده و متناسب با آن انسولین ترشح کند. تفاوت این رویکرد با روش های رایج، حذف کامل تجهیزات خارجی و وابستگی بیمار به تزریق روزانه است. ایمپلنت معرفی شده در این پژوهش، یک سیستم زیستی زنده است نه یک دستگاه مکانیکی.

این ایمپلنت زیستی توسط تیمی از محققان مؤسسه فناوری تکنیکون و مؤسسه فناوری ماساچوست توسعه یافته است. این سامانه بدون نیاز به پمپ انسولین یا حسگرهای خارجی، قند خون را به صورت پیوسته تنظیم می کند و به عنوان یک لوزالمعده مصنوعی خودکار عمل می کند. هدف نهایی این فناوری، ایجاد تعادل طبیعی گلوکز در بدن بیماران دیابتی است.

همکاری بین المللی برای توسعه داروی زنده

پیشبرد چنین فناوری پیچیده ای نیازمند همکاری گسترده علمی است. این پروژه با هدایت شدی فراح، استادیار مهندسی شیمی در تکنیکون، و با مشارکت پژوهشگرانی از مؤسسه فناوری ماساچوست، دانشگاه هاروارد، دانشگاه جانز هاپکینز و دانشگاه ماساچوست انجام شده است. این همکاری بین رشته ای نقش مهمی در موفقیت پژوهش داشته است.

نتیجه این تلاش مشترک، توسعه یک سیستم سلولی زنده است که می تواند تولید، تنظیم و ترشح انسولین را به صورت مستقل انجام دهد. این رویکرد، مفهوم جدیدی به نام داروی زنده را در درمان دیابت تقویت می کند؛ دارویی که نه تنها فعال است، بلکه رشد می کند و با محیط بدن سازگار می شود.

ایمپلنت زیستی چگونه قند خون را تنظیم می کند؟

این سامانه به گونه ای طراحی شده که رفتار سلول های بتای سالم در لوزالمعده را تقلید کند. یعنی ابتدا تغییرات سطح گلوکز خون را تشخیص دهد و سپس مقدار مناسب انسولین را آزاد کند.

ایمپلنت شامل مجموعه ای بسیار کوچک از سلول های زنده تولیدکننده انسولین است که درون یک محفظه محافظ قرار گرفته اند. این سلول ها به صورت لحظه ای سطح گلوکز را پایش می کنند و در پاسخ به افزایش قند خون، انسولین ترشح می کنند. این فرآیند به صورت کاملا خودکار انجام می شود و نیازی به دخالت بیمار یا تجهیزات کنترلی خارجی ندارد.

حلقه بسته زیستی؛ تفاوت اصلی با روش های فعلی درمان دیابت

یکی از اهداف دیرینه پژوهشگران دیابت، ایجاد یک حلقه بسته واقعی برای کنترل قند خون بوده است. در روش های رایج مانند پمپ انسولین، هنوز وابستگی به حسگرها، تنظیمات دستی و خطای انسانی وجود دارد. ایمپلنت جدید این محدودیت ها را برطرف می کند.

در این سیستم، سلول های درون ایمپلنت هم نقش حسگر زیستی را ایفا می کنند و هم وظیفه تولید انسولین را بر عهده دارند. این ترکیب باعث شکل گیری یک چرخه بسته زیستی می شود که به صورت طبیعی و پیوسته عمل می کند. چنین ساختاری شباهت زیادی به عملکرد واقعی اندام های بدن دارد و گامی مهم در پزشکی بازساختی محسوب می شود.

چالش واکنش ایمنی بدن و راه حل نوآورانه پژوهشگران

یکی از بزرگ ترین موانع در توسعه ایمپلنت های زیستی، واکنش سیستم ایمنی بدن است. در اغلب تلاش های پیشین، سلول های پیوندی به عنوان عامل بیگانه شناسایی شده و به سرعت تخریب می شدند. این مشکل، دوام ایمپلنت ها را به چند هفته محدود می کرد و مانع استفاده بالینی گسترده می شد.

تیم پژوهشی برای حل این مسئله، یک سپر کریستالی مهندسی شده طراحی کرده است. این سپر از ساختاری بلوری تشکیل شده که سلول های تولیدکننده انسولین را در خود جای می دهد و آن ها را از دید سیستم ایمنی پنهان می کند. در عین حال، این ساختار امکان عبور اکسیژن، مواد مغذی و انسولین را فراهم می سازد تا سلول ها زنده و فعال باقی بمانند.

انتشار نتایج و اهمیت بالینی پژوهش

نتایج این تحقیق در ژورنال معتبر Science Translational Medicine منتشر شده است که نشان دهنده اعتبار علمی و اهمیت بالای این دستاورد است. داده های ارائه شده نشان می دهد ایمپلنت زیستی توانسته برای مدت طولانی عملکرد پایدار داشته باشد و سطح قند خون را در محدوده طبیعی نگه دارد.

این یافته ها می تواند مسیر ورود ایمپلنت های زیستی به درمان بالینی دیابت را هموار کند. اگر مراحل آزمایش انسانی با موفقیت طی شود، بیماران دیابتی در آینده ممکن است بدون نیاز به تزریق روزانه انسولین، زندگی عادی تری را تجربه کنند.

نتیجه گیری

ایمپلنت زیستی جدید، نقطه عطفی در درمان دیابت به شمار می رود و نشان می دهد ترکیب مهندسی زیستی، علوم سلولی و پزشکی می تواند راه حل هایی فراتر از روش های سنتی ارائه دهد. این فناوری نه تنها امید تازه ای برای کاهش وابستگی بیماران به انسولین ایجاد می کند، بلکه چشم اندازی نو برای درمان بیماری های مزمن با داروهای زنده ترسیم می کند. اگر این مسیر با موفقیت ادامه یابد، آینده درمان دیابت می تواند دگرگون شود.