Un pancréas artificiel

L'incidence des le diabète sucré se développe à un rythme alarmant dans le monde entier. Les conséquences traitement médical à long terme du diabète inclure :

• les complications microvasculaires (cécité, insuffisance rénale et neuropathie)
• macrovasculaire (maladies cardiovasculaires, accidents vasculaires cérébraux et maladies vasculaires périphériques).

Il a été démontré que la améliorer le contrôle de la glycémie chez les patients diabétiques réduit le risque de développement et de progression de certaines de ces complications majeures.

Malgré l'existence de modalités de traitement de plus en plus efficaces, notamment les analogues de l'insuline et la surveillance continue du glucose, une proportion importante de patients diabétiques ne parvient pas à contrôler correctement leur glycémie. Ce pouvoir est aggravé par la recherche d'un équilibre entre l'amélioration du contrôle de la glycémie et le risque accru d'hypoglycémie (faible taux de glucose dans le sang), qui peut entraîner des crises d'épilepsie, le coma et la mort.

De nombreux experts estiment que la meilleure option thérapeutique pour le traitement du diabète est un système de pancréas artificiel. (ou en boucle fermée) capable d'imiter la fonction des cellules bêta pancréatiques normales, rétablissant ainsi l'homéostasie métabolique normale sans provoquer d'hypoglycémie. La conception d'un système capable d'atteindre cet objectif est complexe et pose de nouveaux défis scientifiques, cliniques et réglementaires.

Fonctionnement d'un pancréas artificiel

Le terme "pancréas artificiel" désigne un système de gestion automatisé destiné à compléter ou à remplacer le pancréas endocrine fonctionnellement déficient chez les patients diabétiques.. Conceptuellement, un pancréas mécanique artificiel se compose d'entrées (par exemple, des relevés de glycémie) alimentées en continu par un contrôleur où un algorithme mathématique applique un ensemble de règles pour générer une sortie (par exemple, une pompe à perfusion délivrant une quantité fixe d'insuline). Un retour d'information ultérieur à partir des données d'entrée peut entraîner des ajustements de la sortie. D'autres médicaments (par exemple le glucagon) peuvent être inclus dans le système pour contrecarrer les effets hypoglycémiques de l'insuline ou pour ralentir le taux d'absorption des glucides après un repas (thérapies basées sur les incrétines, par exemple). Les composants peuvent être externes ou implantables et peuvent intégrer la télémétrie sans fil pour améliorer les communications.

Un pancréas artificiel peut également être entièrement biologique (par exemple, transplantation d'îlots de Langerhans), un hybride mécanique-biologique ou un système semi-fermé impliquant des actions de la part du patient (par exemple, l'administration d'un bolus d'insuline au patient avant les repas). Nous nous concentrerons dans ce billet sur le pancréas artificiel mécanique.

Aux États-Unis, il n'existe actuellement qu'un seul système de ce type qui a été approuvé par la FDA, le Biostator1 (Miles Laboratories, Inc., Elkhart, Indiana). Cependant, sa grande taille, son échantillonnage et ses composants d'administration intraveineuse limitent son utilisation à des environnements cliniques.

La technologie d'aujourd'hui

Les dispositifs approuvés de mesure du glucose dans le liquide interstitiel utilisent un type d'aiguille, des capteurs enzymatiques qui utilisent une réaction de glucose oxydase.. Ces dispositifs nécessitent un étalonnage à l'aide d'un lecteur de glycémie traditionnel, sont insérés par voie sous-cutanée et doivent être retirés et remplacés périodiquement.. Les relevés du capteur sont transmis à un dispositif de type téléavertisseur où un algorithme convertit les informations en résultats équivalents à la glycémie. Les résultats actuels et antérieurs sont affichés à l'intention de l'utilisateur, ce qui lui permet de suivre les concentrations de glucose et d'en surveiller les tendances. Les limites de ces dispositifs incluent des changements biologiques et physiques dans l'interface du capteur ; par exemple, des erreurs peuvent être causées par une réaction inflammatoire au niveau du site d'insertion ou par un mouvement mécanique du capteur. Le signal de sortie est également retardé par rapport aux variations de la concentration de glucose dans le sang. Les performances du capteur sont généralement moins bonnes lorsque les concentrations de glucose sanguin sont dangereusement basses et il y a des périodes inexpliquées pendant lesquelles les relevés du capteur varient de manière significative par rapport aux relevés de glucose sanguin.

Les pompes à insuline sont souvent utilisées pour assurer une administration continue d'insuline sous-cutanée. Les pompes extracorporelles actuellement approuvées consistent en une seringue chargée d'insuline qui délivre de l'insuline par l'intermédiaire d'un cathéter. La perfusion continue imite la fonction basale d'un véritable pancréas. Les limites des pompes à insuline sont la lenteur et la variabilité de l'absorption de l'insuline dans la circulation à partir de l'espace sous-cutané.

Essais cliniques

Du moins en théorie, un pancréas artificiel pourrait bénéficier à tout patient diabétique qui ne parvient pas à maintenir un contrôle glycémique adéquat malgré un traitement médical optimal..

Toutefois, pour des raisons de sécurité, le développement initial d'un pancréas artificiel pourrait cibler une population de patients ayant le plus grand besoin et le plus grand potentiel de bénéfices (par exemple, les patients atteints de diabète de type 1 fragile, ceux qui souffrent d'épisodes hypoglycémiques fréquents ou d'acidocétose diabétique, ou ceux qui ne sont pas conscients de leur état d'hypoglycémie).

Il pourrait être étendu par la suite à:

• Tous les patients adultes atteints de diabète de type 1.
• Les enfants
• Patients adultes atteints de diabète de type 2 : en raison d'un dysfonctionnement progressif des cellules bêta, ces patients peuvent avoir besoin d'insuline ou de sécréteurs d'insuline qui augmentent le risque d'hypoglycémie et d'instabilité métabolique.
• Diabète gestationnel : un pancréas artificiel peut rapidement atteindre et maintenir l'excellent contrôle glycémique requis chez les patientes enceintes souffrant de diabète gestationnel et nécessitant de l'insuline.
• Greffés d'îlots de Langerhans : les patients dont le greffon est fonctionnel ne souffrent pas d'hypoglycémie sévère, mais peuvent avoir besoin d'insuline exogène. Un pancréas artificiel mécanique pourrait fournir suffisamment d'insuline pour couvrir les pics de glycémie au-delà d'une valeur prédéfinie (par exemple 120-140 mg/dl), ce qui réduirait l'effet de toxicité du glucose pour le greffon et améliorerait le contrôle de la glycémie et la qualité de vie.

Les essais d'évaluation d'un pancréas artificiel doivent être réalisés dans un environnement sûr et contrôlé, tel qu'un centre de recherche clinique.

Le développement de nouvelles technologies

Les nouvelles technologies pourraient avoir un impact sur chaque élément du pancréas artificiel et améliorer ainsi le fonctionnement global du système.. La concentration de glucose dans le sang est une donnée importante du système, mais ce n'est pas la seule variable qui peut être utilisée. Il est possible de mesurer d'autres variables de résultats, telles que l'activité physique, la consommation alimentaire, l'occurrence d'hypoglycémie et la fonction métabolique cérébrale.

D'autres sont en cours de développement capteurs pour la mesure indirecte de la glycémie. Par exemple, une technologie utilise un laser pour créer des trous microscopiques à travers la couche externe de la peau. D'autres technologies incluent la tomographie par cohérence optique, la spectroscopie d'impédance, les acides boroniques pour fabriquer des hydrogels de polyacrylamide, des capteurs holographiques et des lentilles de contact pour mesurer le glucose [14,15].

Un certain nombre de développeurs de produits non invasif ont travaillé avec des systèmes de spectroscopie par réflectance diffuse dans l'infrarouge.. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés, un rapport signal/bruit fondamental doit être optimisé et les chercheurs s'efforcent d'établir une signature spectrale unique pour le glucose par rapport à la matrice tissulaire.

L'une des technologies les plus prometteuses est celle basée sur les Spectroscopie Raman améliorée par la surface. Il semble probable qu'une version avancée de ce capteur puisse être introduite à travers la peau dans l'espace sous-cutané, d'une manière similaire à la mise en place de cathéters basés sur des pompes à insuline. Le système à base de nanoparticules pourrait fournir une mesure continue et directe de la concentration de glucose.

Une société a mis au point un système d'administration d'insuline régulé par les concentrations de glucose. Cette "insuline intelligente" est une formulation injectable d'insuline à prise quotidienne unique. Il s'agit d'un matériau nanostructuré (hydrogel) qui s'auto-assemble à partir de deux éléments biomoléculaires : un conjugué insuline-polymère glycosylé et une molécule de liaison au glucose multivalente. Les chercheurs ont obtenu des résultats prometteurs en étudiant cette technologie chez l'animal.

Une entreprise aragonaise appartenant au groupe Biosalud, dénommée Goodday, a développé une technologie dans laquelle le glucomètre du diabétique est connecté par wifi à un logiciel intelligent développé par la même société, avec les conseils d'une équipe d'endocrinologues spécialisés dans le diabète, de sorte que dès que le patient mesure sa glycémie, les données "voyagent" vers le logiciel, enregistrant l'heure, le nom du patient, la glycémie, et à son tour le logiciel envoie un message au téléphone portable du patient, un avertissement ou même une alerte au diabétologue traitant, dans le cas où les valeurs se réfèrent à une bonne évolution, un avertissement ou même une alerte au diabétologue traitant, Le logiciel envoie ensuite un message sur le téléphone portable du patient indiquant une bonne évolution, un avertissement ou même une mise en garde au diabétologue traitant si les valeurs indiquent que le patient est en danger, afin que le médecin puisse contacter le patient et lui indiquer directement ce qu'il doit faire. Ce système sera opérationnel au début de l'année et sera offert par Biosalud à tout diabétique qui souhaite bénéficier de ce service. La bio-santé à domicile.

L'Argentine progresse dans le traitement du diabète

Des médecins de l'Université Maimonides en Argentine ont réussi à resécréter l'insuline et le glucagon, sur la base de cellules souches propre. Comme l'explique le directeur de cette recherche, et du Centre de recherche en ingénierie tissulaire et thérapies cellulaires (CIITT) de l'université, l'objectif de la recherche est d'améliorer la qualité de vie des patients. Gustavo Moviglia, pour la première fois au monde, l'organisme dispose d'une source naturelle de production et de sécrétion d'insuline et de glucagon, qui sont des hormones complémentaires et tout aussi nécessaires.

Moviglia explique que les tests ont été effectués avec de la graisse humaine, mais sans les appliquer à des individus. "Nous les avons ensuite utilisés sur des animaux chez lesquels nous avions généré un état similaire au diabète. Jusqu'à présent, nous observons qu'ils complètent la fonction", déclare Moviglia.

"Idéalement, une personne insulinodépendante devrait pouvoir cesser de l'être", explique M. Moviglia. "C'est l'objectif ultime que nous poursuivons. Espérons que nous y parviendrons.

Vous pouvez regarder cette vidéo dans laquelle le professeur Moviglia parle de cette recherche sur le diabète

Moviglia rejoint Biosalud en tant qu'expert consultant

Le professeur Gustavo Moviglia a rejoint Biosalud en tant qu'expert consultant en thérapie cellulaire et ingénierie tissulaire. C'est précisément pour cette raison qu'il a visité notre ville et qu'il a tenu des séances de travail à Biosalud dans le cadre de l'accord entre Biosalud et l'Université Maimonides. Iñigo Sánchez a rejoint Biosalud en tant que directeur de ce projet, en tant qu'expert en affaires réglementaires et en gestion de la santé, avec une vaste expérience dans le domaine des soins de santé et des produits pharmaceutiques.