Il Pancreas Bionico con un’app e un iPhone

A cura di Valentina Casadei

Sebbene la notizia non sia tra le più recenti, vale la pena spendere del tempo per qualche delucidazione su cosa sia il diabete mellito (noto semplicemente come diabete) e quali rimedi siano al momento disponibili per la cura di questa disfunzione metabolica.

Comunemente, e in parole povere, è conosciuto come troppa concentrazione di zuccheri nel sangue, ovvero l’iperglicemia, ma non solo; ad esso sono infatti sono legate altre complicazioni, come ad esempio neuropatie e disturbi macro e micro-vascolari. Ma procediamo con ordine.

Il diabete mellito

Esistono due varianti di diabete mellito: tipo 1 e tipo 2.
Le differenze tra i due risiedono nell’età in cui scaturisce la disfunzione e nelle cause; infatti, il diabete mellito di tipo 2 insorge in età avanzata ed è il risultato di una vita sedentaria e di una dieta sregolata (composta prevalentemente da grassi e carboidrati). In alcuni casi vi è anche un’ereditarietà genetica. Dall’altra parte, il diabete mellito di tipo 1 è “solo” genetico e si verifica in età infantile e adolescenziale.

Si tratta di una malattia autoimmune, derivante cioè dall’alterazione del sistema immunitario stesso che attacca le cellule Beta nel pancreas, responsabili della produzione dell’ormone insulina, il che comporta problemi nel monitoraggio della concentrazione del glucosio nel sangue. Oltre ad un controllo costante (anche durante la notte), la dose di insulina da somministrare per regolare la concentrazione del glucosio deve essere giusta; in caso la dose sia troppo elevata, si rischia l’ipoglicemia, che può portare anche al decesso. Per questi motivi, il tipo 1 risulta essere il più raro, ma soprattutto il più complesso da gestire.

Immaginate di essere il genitore di un bambino affetto da una malattia cronica e che le medicine che gli somministrate tutte le notti potrebbero ucciderlo, se la dose fosse sbagliata. Immaginate anche che la dose somministrata la sera prima potrebbe non funzionare oggi e che tutto questo continuerà per il resto della vita di vostro figlio.

Con queste parole il Dr. Edward Damiano, professore di Ingegneria Biomedica alla Boston University, apre una conferenza tenuta a Sacramento, in California, per la presentazione del pancreas bionico, un dispositivo rivoluzionario che non può curare definitivamente la disfunzione metabolica, ma può apportare un notevole miglioramento nella vita delle persone affette dal diabete di tipo 1.

A differenza di altri sistemi di iniezione di insulina automatizzati e semiautomatizzati , il pancreas bionico testato in questo studio richiede solo il peso corporeo del paziente per l’inizializzazione e non dipende in alcun modo sulla dose consueta di insulina -spiega proprio il Professor Damiano-
una volta che il sistema viene inizializzato, si adatta alle mutevoli esigenze di insulina del paziente.

Il team di ricerca e implementazione del dispositivo comprende ingegneri del dipartimento di Ingegneria Biomedica dell’università di Boston, che collaborano dal 2006 a stretto contatto con medici del centro di ricerca del diabete del Massachusetts General Hospital.

Il pancreas artificiale

Il sistema di pancreas artificiale è costituito da un semplice iPhone 4S con un’app che esegue l’algoritmo per il calcolo della dose di insulina o di glucagone da iniettare (l’algoritmo fu sviluppato nel 2005 nella Boston University in una precedente ricerca); lo smartphone è collegato tramite un’interfaccia hardware con un monitor (CGM) per il costante controllo del glucosio.

Il Professor Damiano, Steven J. Russell (MD, assistente professore di medicina al Massachusetts General Hospital e alla Harvard Medical School) ed altri collaboratori hanno analizzato i dati di 19 bambini, di età compresa dai 6 e gli 11 anni, che fossero in terapia da almeno un anno mediante microinfusore (dispositivo indossato dal paziente che inietta costantemente insulina nell’arco delle 24 ore).
Questi dati sono stati rilevati durante due diversi Summer Camp Studies nel Massachusset, nel 2013 e nel 2014.

I ricercatori hanno assegnato ai bambini, in maniera del tutto casuale, un periodo di cura di 5 giorni: un primo gruppo è stato “curato” con il pancreas artificiale e un secondo con il microinfusore sopra citato. I bambini nel gruppo di terapia eseguita con il pancreas bionico hanno registrato valori medi di glucosio nel sangue nei giorni 2 e 5 con una concentrazione media di 7.6 mmol/L rispetto ai 9.3 mmol/L del gruppo di microinfusore,dimostrando che il
sistema del pancreas bionico permette di mantenere un miglior controllo del glucosio, specialmente durante la notte, per qualunque fascia di età.

Le prestazioni del nostro sistema sia negli adulti che negli adolescenti hanno superato le nostre aspettative -commenta il professor Damiano, per il quale l’obiettivo finale è la ricerca di una cura definitiva al diabete-.
Anche se questo obiettivo è ancora lontano, una tecnologia che possa mantenere al sicuro dall’ipoglicemia può sicuramente rasserenare in modo significativo le persone con il diabete di tipo 1.

IL DISPOSITIVO iLet

Il dispositivo iLet si basa sulla tecnologia smartphone ed è stato chiamato iLetTM, in omaggio alle Isole di Langerhans, che contengono le alfa e beta cellule, responsabili della secrezione sia del glucagone che dell’insulina.
Tutto ciò che serve è “solamente” un sensore e un trasmettitore che comunica direttamente con l’iLet.

Tutti i componenti sono integrati e il calcolo del dosaggio del glucagone e
dell’insulina è effettuato mediante gli algoritmi interni ogni 5 minuti, così da poterlo “personalizzare” al proprio fabbisogno,escludendo rischi derivanti da una dose sbagliata. Tutti i dati necessari per il controllo del diabete sono così a portata di mano ed è possibile visualizzarli su un display touch screen. Il team della Boston University spera di poter iniziare i test clinici del vero e proprio iLet nella seconda metà del 2016 e di poter effettuare i collaudi finali all’inizio del 2017.

Per approfondimenti:
http://www.bu.edu/bme/people/primary/damiano/
http://www.artificialpancreas.org