Pomysł urządzenia sterowanego bezprzewodowo - za pomocą fal radiowych - które będzie mogło dostarczać przepisany przez lekarza środek i stanie się wygodną alternatywą dla zastrzyków, narodził się piętnaście lat temu w głowach dwóch profesorów słynnego Massachusetts Institute of Technology (MIT) - Roberta Langera i Michaela Cima. Swoją ideą zainteresowali studenta, który trafił do nich na praktyki wakacyjne - projekt urządzenia miał się stać tematem jego tzw. pracy letniej. Kilka lat później ów student John Santini założył z kolegą Robertem Farrą firmę MicroCHIPS, w laboratoriach której kontynuowano prace nad urządzeniem.

To właśnie czterej wymienieni wyżej naukowcy widnieją jako autorzy pracy opublikowanej wczoraj w internetowym wydaniu "Science Translational Medicine".

Implant z torebką

Stworzone przez Langera, Cima, Santiniego i Farrę urządzenie jest bardzo małe - wielkości paznokcia czy opuszki palca. Podzielone jest na mikromagazyny, z których każdy zawiera dokładnie jedną dawkę leczniczej substancji.

Wszystkie mikromagazyny są hermetycznie zamknięte za pomocą specjalnych membran wykonanych z platyny i tytanu. Na sygnał radiowy wysyłany przez lekarza bądź samego pacjenta generator prądu znajdujący się w chipie wysyła do membrany impuls elektryczny. Pod jego wpływem membrana topi się, uwalniając lek do organizmu.

Jak zapewniają naukowcy z MIT i MicroCHIPS, istnieje również opcja takiej konfiguracji urządzenia, w której nie trzeba za każdym razem wysyłać sygnału radiowego. Chip można bowiem w dowolny sposób programować tak, by to on sam, określonego dnia i o określonej porze, wysyłał impuls do odpowiedniego magazynu z lekiem.

Teoria teorią, ale liczy się praktyka - medycyna zna wiele przykładów, że fantastyczny w zamysłach pomysł kompletnie zawiódł w realnym życiu. Nadszedł więc czas na właściwy eksperyment z udziałem ludzi.

W doświadczeniu udział wzięło osiem Dunek w wieku 65-70 lat, u których wcześniej rozpoznano osteoporozę. Panie leczono za pomocą teryparatydu. To środek pobudzający tworzenie się kości (działa bezpośrednio na komórki kościotwórcze - osteoblasty), zwiększający gęstość tkanki kostnej i zmniejszający liczbę złamań. Podawany jest w postaci codziennych, podskórnych zastrzyków.

Tym razem zamiast zastrzyków postanowiono wypróbować chipa zawierającego 20 dawek teryparatydu.

Urządzenia wszczepiono kobietom pod skórę na brzuchu. Sam zabieg był bardzo prosty - trwał niecałe trzydzieści minut; wykonano go nie na sali operacyjnej, ale w zwykłym gabinecie ambulatorium. Wszystkie panie - samodzielnie - mogły od razu udać się do domu.

Ponieważ był to dopiero pierwszy tego typu eksperyment, jego celem było przede wszystkim sprawdzenie bezpieczeństwa metody. Naukowcy chcieli dowiedzieć się, jak na "obce ciało" zareaguje układ odpornościowy pacjentek.

Kolejne kluczowe pytanie, na które musieli znaleźć odpowiedź, dotyczyło tego, na ile chip skutecznie będzie uwalniał lek do organizmu? Eksperymenty na zwierzętach pokazały bowiem, że wokół wszczepionego urządzenia wytwarza się torebka zbudowana z tkanki włóknistej. Czy powstanie również u ludzi, czy zablokuje działanie leku? - zastanawiali się badacze.

Zapomnij o zastrzykach

Przez pierwsze osiem tygodni po wszczepieniu naukowcy nie uruchamiali chipu. Potem, przez kolejne 19 dni, za pomocą sygnału radiowego z chipa uwalniano odpowiednie dawki teryparatydu. Tydzień przerwy i przyszedł czas na dawkę finałową.

Choć lek się skończył, urządzenia pozostawiono w organizmach kobiet jeszcze przez dziesięć miesięcy (w sumie spędziły tam więc okrągły rok).

Rezultaty doświadczenia spełniły wszystkie oczekiwania jego autorów.

Przede wszystkim urządzenie okazało się całkowicie bezpieczne i bardzo wygodne. - Pacjentki przyznawały, że po pewnym czasie wręcz zapominały, że mają coś wszczepione pod skórę - mówi Robert Farra.

Okazało się również, że choć wokół chipa rzeczywiście tworzy się włóknista torebka, w niczym nie wpływa ona na działanie leku. - Badania, jakie przeprowadziliśmy - dotyczące np. gęstości tkanki kostnej, szybkości jej powstawania, ryzyka potencjalnych złamań - potwierdziły, że nasz chip działa dokładnie tak samo jak zastrzyki, z tym, że nikogo nie trzeba było w tym czasie kłuć - opowiada Farra.

Twórcy urządzenia zwracają uwagę na jeszcze jedną jego istotną zaletę. Otóż osteoporoza zaliczana jest do tzw. cichych chorób. Oznacza to, że sama choroba, jak i jej terapia, przebiega bez wyraźnych objawów. - Pacjenci nie czują przecież, że polepsza im się gęstość tkanki kostnej. Niestety, często powoduje to, że po pewnym czasie odstawiają leki, szczególnie wtedy, gdy ich przyjmowanie wiąże się z dużym dyskomfortem, jak to ma miejsce w przypadku zastrzyków. Nasz chip daje gwarancję, że chory - nawet jeżeli nie chce lub nie pamięta o konieczności zażycia swojej codziennej dawki, i tak ją dostanie - piszą badacze z Massachusetts.

- To nowy krok w rozwoju telemedycyny, czyli opiekowaniu się pacjentem z dużej odległości - mówi prof. Langer.

Potencjalne możliwości zastosowania chipu są bardzo szerokie. Można do niego załadować nie jeden, ale wiele różnych leków, dowolnie sterować czasem, częstością i dawkami uwalniania poszczególnych środków itp.

W obecnej chwili naukowcy pracują nad chipem, który będzie w stanie pomieścić czterysta dawek. W przypadku gdy np. leku nie trzeba podawać codziennie, ale co dwa-trzy dni, jedno wszczepione urządzenie wystarczy nawet na kilka lat. - Najprawdopodobniej w 2014 roku, po przeprowadzeniu kolejnych eksperymentów, wystąpimy do FDA (amerykańskiej Agencji ds. Leków i Żywności) o dopuszczenie naszego chipu do codziennej praktyki lekarskiej - zapowiadają jego twórcy.

Źródło: Gazeta Wyborcza