Pompy insulinowe poprawiają życie
wielu z 415 milionów chorych na cukrzycę na całym świecie
poprzez kontrolę poziomu cukru i dostarczanie insuliny
bez potrzeby ciągłego nakłuwania palców, żeby sprawdzić poziom cukru.
Te małe urządzenia składają się z pompy i igły, która bada poziom glukozy,
przesyła sygnał do pompy,
która oblicza, ile insuliny trzeba dostarczyć przez igłę.
Jest jednak haczyk: są tymczasowe.
Po kilku dniach czujniki glukozy trzeba umieścić w innym miejscu.
Ten problem nie tylko dotyczy czujników glukozy i pomp insulinowych,
ale po pewnym czasie wszystkich innych implantów.
Protezy kolan muszą być wymienione po upływie około 20 lat.
Inne implanty, takie jak te używane z powodów estetycznych,
może spotkać ten sam los po około 10 latach.
Jest to nie tylko kłopotliwe, ale także kosztowne i ryzykowne.
Przyczyną jest układ odpornościowy.
Przez kilkanaście milionów lat ewolucji
system ten się udoskonalał,
żeby stać się wyjątkowo skutecznym w wykrywaniu ciał obcych.
Układ odpornościowy posiada imponujący wachlarz narzędzi,
które przechwytują i niszczą wszystko, co uważają za obce.
Wskutek ciągłej kontroli
ciało traktuje korzystne implanty, jak pompy insulinowe,
z taką samą podejrzliwością jak szkodliwe wirusy i bakterie.
Zaraz po umieszczeniu pod skórą, pompy insulinowej
pojawia się reakcja obronna organizmu.
Na początku wolno pływające proteiny
przyklejają się do powierzchni implantu.
Proteiny zawierają przeciwciała,
które próbują zneutralizować nowy przedmiot,
i wysyłają sygnał zwołujący w dane miejsce więcej komórek odpornościowych,
żeby wzmocnić atak.
Komórki wczesnej odpowiedzi zapalnej,
takie jak neutrofile i makrofagi,
przychodzą im na pomoc.
Neutrofile produkują granulki wypełnione enzymami,
które próbują zniszczyć powierzchnię igły pompy insulinowej.
Makrofagi również wydzielają enzymy,
a także tlenek azotu wchodzący w reakcję chemiczną,
która z czasem prowadzi do rozkładu ciała obcego.
Jeśli makrofagi nie mogą szybko poradzić sobie z ciałem obcym,
łączą się i tworzą "komórką olbrzymią".
W tym czasie fibroblasty przemieszczają się w dane miejsce
i zaczynają odkładać warstwy gęstej tkanki łącznej.
Otaczają igłę, przez którą pompa dostarcza insulinę
i sprawdza poziom glukozy.
Po pewnym czasie powstaje rusztowanie,
które tworzy bliznę wokół implantu.
Blizna przypomina szczelną ścianę,
która może zahamować ważne interakcje między ciałem a implantem.
Na przykład blizna wokół rozrusznika serca
może zakłócić elektryczne impulsy niezbędne do jego funkcjonowania.
Sztuczne stawy kolanowe, kiedy są zużyte, mogą wydzielać cząsteczki,
sprawiające, że komórki odpornościowe wywołują stan zapalny wokół tych miejsc.
Niestety, atak układu odpornościowego może nawet zagrażać życiu.
Jednak naukowcy szukają sposobów na oszukanie układu odpornościowego,
żeby nie odrzucał nowych urządzeń, które umieszcza się w ciele.
Odkryto, że implanty powlekane pewnymi substancjami i lekami
mogą osłabić reakcję immunologiczną.
Sprawiają, że implanty są praktycznie niewidoczne dla układu odpornościowego.
Tworzy się także coraz więcej implantów z naturalnych tworzyw,
w kształcie podobnym do tkanek,
żeby reakcja organizmu była słabsza
niż gdyby wszczepiono całkowicie sztuczny implant.
Niektóre zabiegi wykorzystują implanty,
które mają pomóc w regeneracji brakujących lub zniszczonych tkanek.
W tym przypadku tworzy się implant zawierający substancje,
które uwalniają specyficzne sygnały
i ostrożnie regulują reakcję organizmu.
W przyszłości takie wykorzystanie układu odpornościowego
może pomóc w rozwoju sztucznych organów,
zintegrowanych protez
i samonaprawiających się uszkodzeń.
Pewnego dnia takie zabiegi mogą zrewolucjonizować medycynę
i na zawsze zmienić ciała, w których żyjemy.