- зайві молекули
- Діабет 1-го типу
- вставити робожелезу
- перепрограмувати печінку
- Ввести потрібний ген
- Діабет 2-го типу
- низькокалорійна хімія
До 2050 року діабет стане не страшніше, ніж карієс сьогодні. Генна терапія, штучна підшлункова залоза і навіть перепрограмовані клітини печінки покликані боротися з ворогом, якого людина могла б перемогти самостійно.
Число хворих на діабет у світі за 30 років зросла майже на чверть. За прогнозами, в 2030 році страждати від діабету буде кожен десятий дорослий. І при цьому переважна більшість пацієнтів захворіли, тому що не стали відмовляти собі в смачній і нездорової їжі.
Втім, завдяки науці вони можуть і далі вдаватися до обжерливості - вже сьогодні діабет можна тримати під контролем, не даючи розвинутися ускладнень. А якщо ліки продовжать створювати тими ж темпами, що і сьогодні, то в 2050 році діабет буде просто прикрою неприємністю. *
зайві молекули
Діабет розвивається, коли в організмі ламається механізм засвоєння глюкози. Вуглеводи з морозива, картоплі і будь-який інший їжі розпадаються на молекули простих цукрів. Найважливіший з них - глюкоза, незамінне паливо для роботи мозку, м'язів і інших тканин. У нормі, потрапивши з кишечника в кров, глюкоза досить швидко розподіляється по клітинам, які її потребують. Але без інсуліну клітини залишаться голодними і не зможуть забрати жодної молекули цукру, навіть якщо кров перетвориться в сироп.
Інсулін виробляє підшлункова залоза. І якщо з якихось причин її клітини не можуть виробляти потрібну кількість гормону, то у людини розвивається діабет 1-го типу. Якщо ж гормон синтезується, але клітини перестають відчувати його, то говорять про діабет 2-го типу. В обох випадках клітини не отримують енергії, а в крові накопичується глюкоза. Саме надлишковий цукор і призводить до тяжких наслідків діабету. Зайві молекули глюкози зв'язуються з білками, з яких складаються оболонки кровоносних судин, і з часом псують їх: стінки втрачають гнучкість, а просвіт судини зменшується. Кілька років без лікування - і кровопостачання всіх органів необоротно порушується. Щоб врятувати організм від пошкоджень, хворим колють інсулін, причому дозу необхідно розраховувати виходячи з кількості потрапила в організм глюкози. Штучно введений гормон допомагає клітинам забрати цукор з крові, не даючи глюкози осідати на судинах.
Діабет 1-го типу
Ця хвороба найчастіше розвивається, коли імунна система виходить з ладу і починає нападати на ті клітини підшлункової залози, які виробляють інсулін, їх називають бета-клітинами. По крайней мере, в частині випадків захворювання успадковується, і перші симптоми з'являються ще в дитинстві. Вчені розробили кілька стратегій боротьби з хворобою.
навчити імунітет
Основна складність з «натаскуванням» імунної системи - відучити клітини-стражники нападати на підшлункову залозу, але при цьому не порушити їх здатність боротися з інфекціями, пухлинними клітинами і іншими ворогами організму. В останні роки вчені наблизилися до вирішення цієї дилеми. Наприклад, фахівці шведської компанії Dyamid Medical готуються почати клінічні випробування так званої протидіабетичної вакцини. Результати, які були раніше отримані на тварин, захоплюють: одна ін'єкція зупиняє руйнування бета-клітин майже на три роки. У ліки один недолік: щоб воно було ефективним, діабет потрібно виявити на самому початку, коли зайвий цукор ще не зробив свою чорну справу. Найчастіше на такій ранній стадії у хворих немає ніяких симптомів, і навіть рівень цукру в крові і сечі не підвищений. Якщо ж захворювання трохи запустити, вакцина вже не допоможе.
вставити робожелезу
Більшість лабораторій сьогодні шукають спосіб не вилікувати діабет, а полегшити життя тим, хто від нього вже страждає. Основне завдання - домогтися того, щоб людям не потрібно було щохвилини думати про рівень глюкози в крові. Найбільш очевидний шлях - замінити підшлункову залозу на штучну. Механічний орган влаштований досить просто: це помпа, яка вкидає в кров інсулін у відповідь на зміну рівня глюкози.
Головна проблема моделей, які є на ринку сьогодні, - датчик глюкози не виходить вбудувати в кровотік без ризику утворення тромбів. У підсумку механічна заліза занадто повільно реагує на зміну рівня цукру, а ще ж треба час на те, щоб подіяв інсулін. Штучний орган добре працює, коли людина спить або просто сидить, але варто йому поїсти, як помпа перестає справлятися.
«Дослідники продовжують розробляти швидкодіючий інсулін, який наблизить помпи до повної автономії, - говорить Аарон Ковальський, віце-президент американського фонду JDRF, що підтримує дослідження діабету. - Ми очікуємо, що системи, автоматично подають інсулін, будуть створені в найближчі 3-5 років. У перспективі їх зможе застосовувати більшість людей з діабетом 1-го типу, але перед цим ще належить пройти тривалий процес офіційного затвердження ».
перепрограмувати печінку
Ідеальним ліками від діабету стала б нова підшлункова залоза, але її створення - поки справа далекого майбутнього. Зараз багато лабораторій працюють над перепрограмуванням окремих клітин. Наприклад, дослідники з Медичного центру імені Хаїма Шиба в Ізраїлі вже більше десяти років намагаються змусити печінку взяти на себе функції підшлункової залози. Вчені активують в клітинах печінки гени, що відповідають за синтез інсуліну. Само по собі це нескладно, куди важче навчити клітини печінки виробляти інсулін в потрібний час і в потрібній кількості. Є перші результати випробувань на тваринах, але переносити методику на людину поки рано.
Інший шлях - пересадка хворим бета-клітин від донора, а в далекій перспективі і від тварин. Щоб захистити рятівні, але чужорідні клітини від нападок імунної системи, дослідники поміщають їх всередину спеціальних маскувальних мембран. Крім маскування, капсула, зроблена з такої мембрани, повинна швидко пропускати глюкозу і вироблений у відповідь на неї інсулін. Один з прихильників цього напрямку, професор Еммануель Опара з Інституту регенеративної медицини Уейк-Форест, розповідає: «Щури з діабетом, яким були пересаджені інкапсульовані бета-клітини, в наших експериментах відчувають себе краще, ніж якби ми просто кололи їм інсулін. Ми вважаємо, що це пов'язано з виробленням такими клітинами С-пептиду - побічний продукт виробництва інсуліну, який, як передбачається, запобігає ускладненням діабету. Якщо ми зараз отримаємо фінансування, щоб провести експерименти на приматах, то через три роки зможемо дійти і до клінічних випробувань ».
Ввести потрібний ген
Найбільш спірний, але і самий багатообіцяючий підхід до лікування діабету 1-го типу - генна терапія. Ідея проста: ввести в клітини хворого фрагмент ДНК, який відповідає за вироблення інсуліну. Але при спробі зробити це виникає безліч складнощів: наприклад, якщо генний матеріал вбудується не туди, клітина може стати раковою. Крім того, ГМ-клітини в кожен момент повинні виробляти потрібну кількість інсуліну, а значить, необхідно створити ще і механізм зворотного зв'язку.
Проте робота в цьому напрямку кипить. У 2013 році професор Фатіма Бош і її колеги з Автономного університету Барселони опублікували результати чотирирічних спостережень за хворими на діабет собаками, в клітини яких була вставлена така «лікувальна» ДНК. Протягом чотирьох років тварини не отримували іншого лікування, але виробляли інсулін, як здорові. За час експерименту вчені не побачили ускладнень, характерних для діабету. Автори не пропонують негайно використовувати методику для людей, але впевнені, що в ветеринарну практику її можна впроваджувати сміливо.
Діабет 2-го типу
Діабет 1-го типу, який так люблять вчені, становить близько 10% випадків захворювання. Решта 90% - це діабет 2-го типу, практично завжди пов'язаний з набором зайвої ваги.
низькокалорійна хімія
«Різні тканини мають різною чутливістю до інсуліну, - пояснює Юрій Філіппов, співробітник ендокринологічного наукового центру в Москві. - Мозок забирає глюкозу з крові, навіть якщо інсуліну немає зовсім, м'язам і печінки його потрібно не так багато, а ось жирова тканина - основний споживач. Кожна жирова клітина, щоб забезпечити себе глюкозою, витрачає майже в 100 разів більше інсуліну, ніж м'язове волокно. При надлишку жирової тканини підшлункова залоза перестає справлятися з навантаженням. Інсуліну не вистачає, рівень глюкози в крові постійно підвищений, а це шкідливо і для самих клітин підшлункової, і вони починають відмирати. Якщо хвороба не взяти під контроль на самому початку, то через кілька років підтримувати нормальний рівень глюкози без ін'єкцій інсуліну буде не можна.
Звичайно, ймовірність розвитку діабету 2-го типу залежить від генетичної схильності, але за інших рівних чим більше у вас зайвої ваги, тим сильніше ви ризикуєте ».
Діабет 2-го типу розвивається повільно, і при своєчасному виявленні його можна утримувати під контролем. «Існує навіть статистика, що в США люди з діабетом 2-го типу живуть на 5-7 років довше, ніж ті, у кого немає цього захворювання, - завдяки тому, що краще піклуються про здоров'я», - додає Юрій Філіппов. Препаратів, які знижують рівень глюкози в крові, безліч, і діють вони по-різному. Якісь ліки підвищують чутливість тканин до інсуліну, інші збільшують його синтез в підшлунковій залозі, треті посилюють виведення глюкози з сечею або протидіють глюкагону - гормону, який підвищує рівень глюкози в крові за рахунок вивільнення внутрішніх запасів організму.
Але найефективніший спосіб лікування діабету 2-го типу - зниження ваги. Для тих, хто не готовий відмовитися від переїдання, створені низькокалорійні аналоги шкідливостей. «Сьогодні є безліч замінників цукру і жиру, - каже хімік-технолог харчової промисловості Сергій Білків. - Такі чіпси зробити просто: харчові волокна і модифікований некалорійний крохмаль як основа, для смаку - замінник жиру, глутамат і ароматизатори. Це не справа п'яти хвилин, але за кілька днів можна розробити непогану рецептуру. Однак споживачі бояться хімії, особливо харчової, і не купують такі продукти ».
***
У лікуванні діабету 1-го типу все залежить від науки, і прогноз досить оптимістичний. Швидше за все, в 2020-2030 роках у нас з'явиться штучна підшлункова залоза - інсулінова помпа, здатна самостійно приймати рішення про темп і кількості подачі гормону. Потім настане черга штучно вирощених органів. Паралельно будуть розроблятися лікарські препарати, що не дають імунній системі атакувати підшлункову залозу, і наберуть обертів клітинна і генна терапія. Ймовірно, всі ці технології доведеться застосовувати і для лікування діабету 2-го типу, адже винайти штучну підшлункову людству набагато простіше, ніж перестати їсти гамбургери. Все-таки в ході еволюції Homo sapiens перевагу мали ті, хто добре думав, а зовсім не ті, хто мало їв.
Матеріал опублікований в журналі «Навколо світу» № 12, грудень 2013
