Các nhà nghiên cứu phát triển phương pháp mới để phân phối glucagon

Đối với trẻ em mắc bệnh tiểu đường loại 1, nguy cơ bị hạ đường huyết nghiêm trọng là đặc biệt phổ biến - và đối với các bậc cha mẹ, mối đe dọa này xảy ra vào nửa đêm đặc biệt đáng sợ. Có thể không  phát hiện lượng đường trong máu giảm đột ngột và nghiêm trọng qua đêm khi trẻ đang ngủ, dẫn đến hôn mê và tử vong - một sự kiện được gọi là "hội chứng chết trên giường".

Matthew Webber, phó giáo sư về kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học tại trường Đại học Notre Dame cho biết: “Cha mẹ có thể kiểm tra mức đường huyết của con mình ngay trước khi chúng đi ngủ và mọi thứ đều ổn, sau đó khoảng 2 giờ sáng, lượng đường trong máu của chúng thấp đến mức nguy hiểm - gần mức hôn mê”

Webber đã lắng nghe cha mẹ của những đứa trẻ mắc bệnh tiểu đường mô tả về nỗi sợ hãi của một đợt bệnh như vậy — thức dậy nhiều lần trong đêm để kiểm tra mức đường huyết và nỗi hoảng sợ của các tình huống đầy hiểm nguy và khẩn cấp đưa trẻ đến bệnh viện vào nửa đêm.

Trong những tình huống nghiêm trọng, tiêm glucagon có thể ổn định lượng đường trong máu đủ lâu để cha mẹ đưa con họ đi chăm sóc y tế. Nhưng trong một nghiên cứu mới, được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, Webber đang xem xét lại về việc sử dụng glucagon truyền thống như một phản ứng khẩn cấp bằng cách sử dụng nó như một biện pháp phòng ngừa.

Trong nghiên cứu, Webber và nhóm của ông đã chứng minh cách họ phát triển thành công hydrogel vẫn còn nguyên vẹn khi có glucose nhưng dần dần mất ổn định khi mức độ giảm xuống, giải phóng glucagon vào hệ thống, làm tăng mức độ glucose.

Webber cho biết: “Trong lĩnh vực vật liệu đáp ứng với glucose, trọng tâm thường là quản lý việc cung cấp insulin để kiểm soát lượng đường trong máu tăng đột biến. Có hai yếu tố để kiểm soát lượng đường trong máu. Bạn không muốn lượng đường trong máu của mình quá cao và cũng không muốn nó quá thấp. Về cơ bản, chúng tôi đã thiết kế một chu trình kiểm soát bằng cách sử dụng hydrogel phân hủy khi glucose giảm mức độ để giải phóng glucagon khi cần thiết".  

Gel có nguồn gốc từ nước với cấu trúc ba chiều. Webber mô tả chúng có kiến ​​trúc dạng lưới giống như một đống mì spaghetti với glucagon được "rắc" khắp. Theo nghiên cứu ở các mô hình động vật, gel hòa tan khi lượng glucose giảm xuống, cuối cùng bị phá vỡ để giải phóng hàm lượng glucagon.

Lý tưởng nhất là với các ứng dụng trong tương lai, gel này sẽ được sử dụng vào mỗi buổi tối trước khi đi ngủ, Webber giải thích: "Nếu một đợt hạ đường huyết xuất hiện muộn hơn, ba hoặc năm giờ sau khi đứa trẻ đang ngủ, thì công nghệ sẽ sẵn sàng triển khai phương pháp điều trị, điều chỉnh sự mất cân bằng glucose và ngăn chặn một đợt hạ đường huyết nguy hiểm".  

Webber nhấn mạnh rằng, nghiên cứu đang ở giai đoạn cực kỳ sớm, các bậc cha mẹ và các cá nhân sống chung với bệnh tiểu đường loại 1 không nên kỳ vọng có ngay phương pháp điều trị này.

Ông nói: “Một trong những thách thức lớn là thiết kế hydrogel để đủ ổn định khi có glucose và đủ phản ứng khi không có nó. Một thách thức khác là ngăn glucagon rò rỉ ra khỏi cấu trúc giống như lưới của hydrogel. Mặc dù nhóm nghiên cứu cuối cùng đã thành công, nhưng Webber cho biết ông hy vọng sẽ cải thiện sự ổn định và khả năng phản hồi bằng các nghiên cứu sâu hơn.

Trường Đại học Notre Dame

Bình Minh dịch

Nguồn: Lab Manager- Hoa Kỳ