V současné době na světě existuje více než dvacet pět projektů zabývajících se vývojem umělé slinivky – přístroje složeného z inzulínové pumpy, kontinuálního monitoru glykémie a chytrého softwaru samostatně dávkující ho inzulín. Mnoho významných diabetologických pracovišť v Evropě (Velká Británie, Německo, Francie, Itálie…), Spojených státech, či například Izraeli pracuje na technologii, která lidem s diabetem závislým na inzulínu usnadní každodenní život. V letošním roce měly tři z těchto projektů na mezinárodních diabetologických kongresech možnost pochlubit se svými úspěchy a ukázat, že i k
dyž jsou umělé slinivky zatím ve fázi testování, dokáží již v běžném životě kontrolovat glykémie lépe, než průměrný diabetik, ba dokonce i lépe než průměrný diabetolog.
Umělá slinivka, která zvládne všechno sama
První z těchto projektů je umělá slinivka vyvíjená na univerzitě v britském Cambridge českým rodákem Romanem Hovorkou. Jeho vizí je vytvořit umělou slinivku, jejíž matematický algoritmus se dokáže zcela sám postarat o kontrolu glykémií. Podle individuálního profilu pacienta, zejména jeho reakce na inzulín, umělá slinivka každých pár minut upravuje dodávku inzulínu tak, aby zabránila výkyvům glykémie. Unikátní na tomto projektu je testování systému na těhotných diabetičkách 1. typu. Těhotenství je u diabetu rizikové období náročné na kontrolu glykémie. Skutečnost, že je povoleno tomuto p
řístroji starat se o glykémie právě těhotných diabetiček dokládá jeho sofistikovanost, efektivitu a spolehlivost. Než je ovšem umělá slinivka zkoušena na pacientech, musí nejprve obstát v kompenzaci diabetu virtuálních diabetiků na počítačových simulátorech. Ty dokáží napodobit chování cukrovky u skutečných lidí a protože se pracuje pouze s virtuálními modely, nepředstavuje úvodní testování pro skutečné pacienty žádné riziko. Hlavní rozdíl mezi kompenzací diabetu pomocí umělé slinivky a tím, jak diabetes běžně zvládá sám pacient, je rozložení dodávky inzulínu v čase. Celková dávka inzulínu je v obou případech podobná, liší se ovšem čas, kdy je inzulín podáván. Zatímco diabetik aktivně přemýšlí o bolusech či bazálních dávkách inzulínu pouze párkrát za den, umělá slinivka absolvuje tento proces každých několik minut. Neustále mění množství dodávaného inzulínu tak, aby se glykémie přibližovala k optimální hladině. Na rozdíl od pacienta s diabetem se matematický algoritmus nikdy neunaví, nenaštve či nezapomene na podání bolusu.
Dětští diabetici testují umělou slinivku
Na druhém projektu umělé slinivky se podílejí přední kliniky dětské diabetologie v Izraeli, Slovinsku a Německu. Jejich umělá slinivka je postavena na principu napodobování práce skutečných lékařů. Funguje na bázi tzv. fuzzy logiky, což je matematický algoritmus schopný učit se ze svých předchozích úkonů, podobně jako se lékař-diabetolog během času učí pracovat se svým pacientem. Na začátku používání umělé slinivky se systém z dostupných informací naučí, jak konkrétní pacient reaguje a jak se jeho diabetes kompenzuje. Poté začne fungovat v real-time režimu, kdy se již o glykémie stará sám, ale přitom se stále učí z nových informací z pumpy, glukometru a kontinuálního monitoru glykémie. Tento systém umělé slinivky je na rozdíl od přístroje z Cambridge zcela otevřený pacientovým zásahům. Měl by respektovat, rozhodne-li se diabetik samostatně aplikovat bolus navíc, zadat do pumpy množství snědených sacharidů apod. a přizpůsobit tomu své další fungování. Výhodou této umělé slinivky je, že software by neměl být omezený na jeden typ inzulínové pumpy či senzoru. Současná verze je kompatibilní se třemi různými inzulínovými pumpami a dvěma kontinuálními monitory glykémie. Diabetik tak nebude při používání umělé slinivky zásadně omezen ve volbě přístroje.
Umělá slinivka se dvěma hormony
Třetí úspěšný projekt umělé slinivky je unikátní tím, že používá nejen inzulín, ale také kontraregulační hormon glukagon. Jeho autor, americký bioinženýr Edward Damiano, začal pracovat v oboru diabetologických technologií, když jeho malý syn onemocněl diabetem 1. typu. Před mnoha lety mu slíbil, že než půjde na vysokou školu, vyrobí mu umělou slinivku, aby jej diabetes v každodenním životě co nejméně omezoval. Z nadšeného přání milujícího tatínka je v současné době projekt testovaný na několika předních diabetologických pracovištích ve Spojených státech. Dvojhormonální umělá slinivka je postavená z nyní běžně dostupných přístrojů – inzulínové pumpy Tandem t:slim, kontinuálního monitoru Dexcom a mobilního telefonu iPhone. Sklízí pozitivní ohlasy od odborné veřejnosti i od samotných diabetiků 1. typu, kteří měli možnost ji v rámci studií vyzkoušet. V loňském roce umělou slinivku dostali na testování adolescenti, toto léto ji budou nosit mladší děti účastnící se dvou oblíbených amerických diatáborů. Kromě dětí si dvojhormonální umělou slinivku v tzv. Beacon Hill studii vyzkoušeli i dospělí diabetici 1. typu z řad bloggerů a novinářů, kteří své zážitky ze studie se čtenáři živě sdíleli prostřednictvím internetových médií.
Jak dobrá je umělá slinivka?
Z dosavadních zkušeností vyplývá, že umělé slinivky jsou bezpečné – neměly by člověka s diabetem ohrozit těžkou hypoglykémií či naopak extrémní hyperglykémií. Umí si spolehlivě poradit s glykémií přes noc – ať jde diabetik spát s jakoukoliv glykémií, umělá slinivka mu ji přes noc dokáže srovnat do patřičných mezí. Zatím se ovšem příliš neví, jak přístroje zvládnou nestandardní situace – náhlou nemoc, náročnou fyzickou zátěž či například selhání některého z částí systému (zalomená kanyla, neměřící senzor apod.). V současné filosofii vývoje umělých slinivek je hlavním cílem zabránit hypoglykémii, která diabetika přímo ohrožuje na životě. Druhou metou je minimalizovat čas strávený v hyperglykémii. Hyperglykémie člověka s diabetem většinou neohrožuje akutně, v dlouhodobém běhu ale významně zvyšuje riziko vzniku sekundárních komplikací. Ideální umělá slinivka musí umět zabránit výkyvům glykémie na obě strany a aktivně udržovat hladinu krevního cukru co nejvíce času v optimálním rozmezí bez ohledu na to, co člověk s diabetem zrovna dělá.
Fungující a bezpečná umělá slinivka je podle diabetologických odborníků dnes jen otázkou času. Některé z oněch pětadvaceti vědeckých týmů, které na umělé slinivce pracují, jsou jejímu uvedení do praxe již velmi blízko. Neustále rostou počty diabetiků, kteří některý z chytrých přístrojů vyzkoušeli v nemocničním prostředí, doma či například na diatáboře. Reakce účastníků studií s umělými slinivkami jsou vysoce pozitivní. Kromě lepších glykémií jim její nošení přináší pocit, který je po letech s diabetem velmi vzácný – bezstarostnost. Umělá slinivka se automaticky stará o jejich diabetes a oni na něj mohou alespoň po dobu nošení přístroje zcela zapomenout…
Klára Picková