Le pancréas artificiel: un changeur de jeu pour le traitement du diabète?

L’innovation médicale dans le traitement du diabète de type 1 fait un énorme bond en avant avec l’invention et l’essai d’un pancréas artificiel. Cet appareil intelligent basé sur un algorithme pourrait-il améliorer la vie des diabétiques?

[Dispositif de pancréas artificiel]

Selon les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), près de 1 Américain sur 10 a le diabète. Parmi ceux-ci, environ 5% sont des diabétiques de type 1, ce qui équivaut à 1,5 million d’Américains.

Le traitement du diabète de type 1 est très efficace mais constitue une épreuve relativement pénible. Les patients doivent régulièrement prélever du sang, vérifier les niveaux de glucose et injecter la quantité appropriée d’insuline.

Les interventions actuelles laissent des occasions non désirées d’erreur humaine. Ils sont également assez désagréables et incommodes; la chasse aux meilleurs traitements est en cours.

Une telle amélioration montrant beaucoup de promesses est le soi-disant pancréas artificiel. L’idée d’un pancréas artificiel a été discutée pendant des décennies, mais ce n’est que très récemment qu’elle est devenue une option potentiellement viable.

Conçu par Boris Kovatchev et son équipe à l’École de médecine de l’Université de Virginie, cette innovation médicale a le potentiel de changer des millions de vies pour le mieux.

Kovatchev travaille sur un tel dispositif depuis 2006. Initialement, ce type de système en circuit fermé capable de surveiller les niveaux de glucose et d’administrer l’insuline de manière appropriée était considéré comme impossible.

L’idée d’un pancréas artificiel a rencontré le scepticisme de la communauté scientifique mais, heureusement, Kovatchev a continué sans relâche:

« Nous montrons que ce n’est pas seulement possible, mais il peut fonctionner sur un smartphone. »

Qu’est-ce que le diabète de type 1?

L’insuline facilite normalement l’absorption du glucose du sang dans le corps où il est utilisé. Le diabète de type 1 survient lorsque le pancréas cesse de produire suffisamment d’insuline.

Le diabète de type 2 est le plus souvent causé par des choix de mode de vie, tels qu’une mauvaise alimentation et un manque d’exercice; Toutefois, le diabète de type 1 n’a aucun lien avec le mode de vie. Les cellules bêta du pancréas qui fabriquent l’insuline sont attaquées par une réponse inappropriée du système immunitaire, ce qui les rend insuffisantes pour les besoins de l’organisme.

Pour compenser ce manque de biochimie, les patients doivent fréquemment se piquer les doigts, prélever un échantillon de sang, mesurer la glycémie et s’injecter de l’insuline pour rétablir l’équilibre. Ce rigmarole régulier est nécessaire pour maintenir la glycémie dans une plage saine.

Mis à part l’inconvénient et l’inconfort, comme avec tout ce qui dépend de l’interaction humaine, il y a une possibilité d’erreur. Des niveaux élevés de glucose peuvent, avec le temps, endommager les reins, les nerfs, les yeux et les vaisseaux sanguins. À l’autre extrémité du spectre, un faible taux de glucose ou «hypos» peut, dans des circonstances extrêmes, entraîner un coma ou la mort.

Tout ce qui peut supprimer la possibilité d’erreur de l’utilisateur sera un avantage évident.

Comment fonctionne le pancréas artificiel

Le pancréas artificiel de Kovatchev, également appelé contrôle en boucle fermée de la glycémie dans le diabète, enlève une grande partie de l’interaction humaine actuellement nécessaire à l’automédication.

Le hub central du système utilise une plate-forme appelée InControl qui fonctionne sur un smartphone reconfiguré. Cet appareil portatif est relié sans fil à un moniteur de glycémie, à une pompe à insuline et à un site de surveillance à distance. Le moniteur de glycémie prend les niveaux de glucose dans le sang toutes les 5 minutes et transmet les mesures au dispositif InControl.

Le dispositif est contrôlé par des algorithmes et administre la bonne quantité d’insuline à travers une aiguille fine sans que le patient ne doive verser une goutte de sang.

Les algorithmes sont là où l’innovation réelle entre en jeu. Ils sont conçus pour deviner combien d’insuline est susceptible d’être nécessaire. Il ne suffit pas que la technologie réagisse simplement aux niveaux sanguins à un moment donné, elle doit prévoir les pics de glucose, anticiper les changements et s’adapter à la sensibilité à l’insuline d’un individu. Ce n’est pas un exploit.

Le pancréas humain est capable de faire ces calculs avec facilité, mais concevoir quelque chose d’aussi performant que le pancréas est une tâche difficile en effet.

Interrogé sur les algorithmes, Kovatchev a déclaré:

« Les algorithmes sont basés sur un modèle du système métabolique humain qui utilise les données de la surveillance continue du glucose, de l’administration d’insuline et éventuellement d’autres signaux disponibles pour reconnaître les fluctuations de la glycémie et prédire le taux de sucre dans le sang. .

Ensuite, l’algorithme délivre de l’insuline en fonction des valeurs de glucose prévues. Une attention particulière est accordée à la prédiction et à l’atténuation de l’hypoglycémie – un algorithme distinct (nous l’appelons Safety Supervision System) est spécifiquement adapté pour cela, et il est plutôt bon dans cette tâche. « 

Il nous a dit que le système de sécurité est leur algorithme le plus testé; il a été utilisé pendant de nombreuses années.

Kovatchev explique plus loin comment fonctionne le pancréas artificiel dans la vidéo ci-dessous:

Tester l’orgue révolutionnaire

L’Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales soutient cette recherche vitale à hauteur de 12,6 millions de dollars.

Le pancréas artificiel a commencé ses essais finaux dans neuf endroits à travers les États-Unis et en Europe. Pour la première phase, 240 patients atteints de diabète de type 1 vont tester le système pendant 6 mois. La deuxième série d’essais verra 180 patients de la première phase porter le système pendant 6 mois supplémentaires.

Conçu en collaboration avec TypeZero Technologies à Charlottesville, en Virginie, le système sera comparé à une pompe à insuline standard en fonction de deux critères principaux: la gestion de la glycémie et la réduction du risque d’hypoglycémie ou d’hypoglycémie.

Kovatchev explique ses objectifs pour le pancréas artificiel:

« Pour réussir en tant que traitement optimal du diabète, le pancréas artificiel doit prouver sa sécurité et son efficacité dans des essais pivots à long terme dans l’environnement naturel du patient.

Notre objectif principal est d’établir un nouveau paradigme de traitement du diabète: le pancréas artificiel n’est pas un appareil à fonction unique; c’est un réseau adaptable et portable qui entoure le patient dans un écosystème de traitement numérique. « 

D’autres améliorations à l’horizon

Cette innovation devrait faire une différence énorme et positive pour des millions de personnes. Il vise à améliorer la vie des diabétiques de type 1 en allégeant le fardeau de contrôler les niveaux d’insuline manuellement. De plus, grâce aux algorithmes, le pancréas artificiel devrait maintenir la glycémie à des niveaux physiologiquement plus normaux.

Bien sûr, chaque progrès médical apporte avec lui un nouvel ensemble d’horizons à viser. Kovatchev a demandé s’il y avait des adaptations ou des améliorations qu’il aimerait apporter au pancréas artificiel plus loin dans la ligne:

« Des systèmes multi-signaux et multi-hormones sont explorés pour utiliser des signaux supplémentaires tels que la détection de la fréquence cardiaque ou du mouvement, et d’autres hormones telles que l’amyline.Nous pensons que la technologie évoluera dans ces directions. »

Kovatchev et ses collaborateurs sondent déjà l’utilisation d’autres hormones dans le pancréas artificiel; son équipe étudie également si le système pourrait seulement devoir être porté à certains moments de la journée, par exemple, la nuit et / ou après les repas.

Le pancréas artificiel semble aller de force en force. Conjointement avec les autres technologies en cours d’investigation, le diabète va bientôt battre en retraite. récemment couvert la recherche sur la possibilité de transplanter des cellules insulino-sécrétrices chez les patients diabétiques.

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