Здоровье
Электронный имплант снижает сахар и вес у мышей
Команда ETH Zurich разработала беспроводной каталитический имплант, который преобразует глюкозу в глюконат, снижая уровень сахара и массу тела без использования биологических компонентов.

Исследователи из Цюрихского федерального технологического института (ETH Zurich) представили новую технологию лечения диабета второго типа. Команда под руководством профессора Мартина Фуссенегера из Департамента биосистемных наук и инженерии в Базеле создала имплантируемую систему, использующую электрический катализатор для снижения уровня глюкозы в крови. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Отказ от биомолекул в пользу электроники
Диабет второго типа часто ассоциируется с ожирением, малоподвижным образом жизни и избыточным потреблением энергии на протяжении многих лет. Инъекции инсулина помогают мышечным клеткам усваивать глюкозу, но не устраняют хронический энергетический профицит: неиспользованная энергия превращается в жир, что объясняет набор веса даже при лечении.
Ранее базельская группа изучала системы регуляции сахара на основе генетических сетей. Однако такие подходы зависят от биологических компонентов, что создает проблемы с иммунной толерантностью, стабильностью, производством и регуляторным одобрением. Новая система лишена этих недостатков благодаря полностью неорганическому катализатору, не требующему клеток или ферментов.
Структура и принцип действия устройства
Катализатор состоит из графитового войлока, покрытого золотыми нанокластерами, которые, в свою очередь, декорированы более мелкими частицами платины. Наноструктурированная поверхность была разработана самой командой. В экспериментальном исследовании материалы продемонстрировали отличную биосовместимость, отмечает Фуссенегер.
Имплант включает электронный блок управления в корпусе, напечатанном на 3D-принтере. Питание подается беспроводным способом на частоте 13,56 МГц — международно выделенном для промышленных, научных и медицинских приложений. Система работает по замкнутому контуру: стандартный датчик глюкозы, аналогичный носимым устройствам для диабетиков, непрерывно мониторит уровень сахара в тканях.
Механизм снижения веса и результаты тестов
При повышении уровня сахара после еды датчик отправляет сигнал через Bluetooth на смартфон или умные часы. Умное устройство активирует катализатор, который использует электрическую энергию для преобразования избыточной глюкозы в крови в глюконат. Это вещество затем выводится с мочой. Поскольку часть глюкозы больше не метаболизируется и не запасается в тканях, это ограничивает накопление жировых отложений. Как только уровень сахара снижается до целевого значения, устройство автоматически отключается, защищая пациента от гипогликемии.
В лабораторных условиях систему протестировали в резервуаре объемом 5 литров с питательным раствором, содержащим глюкозу (примерный объем крови человека). Катализатор успешно преобразовывал глюкозу в этом объеме. Далее испытания провели на диабетических мышах: уровень сахара регулировался точно, животные теряли в весе, а имплант хорошо переносился и надежно работал в течение шести недель.
Парадигма электронного контроля вместо лекарств
«Система работает при очень низком напряжении, и наши эксперименты не выявили признаков повреждения тканей ни от электрических, ни от термических эффектов», — заявил профессор Мартин Фуссенегер. На данный момент устройство не тестировалось на людях.
Фуссенегер рассматривает этот подход как смену парадигмы: переход от традиционных лекарств к масштабируемым электронно-управляемым методам лечения, интегрируемым в цифровые среды, такие как Интернет вещей. «Десятилетиями мы лечили диабет, указывая организму, как управлять глюкозой. Теперь мы показываем, что можем взять контроль над глюкозой напрямую, используя электронику, а не лекарства», — пояснил ученый. Он добавил, что катализатор активируется только при слишком высоком уровне глюкозы.
Команда планирует развить систему в медицинское изделие. Поскольку механизм снижения сахара работает без клеток или ферментов, техническая разработка может быть проще. Дополнительным преимуществом является то, что необходимые компоненты, включая внешние контроллеры и устройства беспроводной передачи энергии, уже разработаны и доступны на рынке.
Ссылка на публикацию: Maity, D., et al. (2026). Wireless electrocatalytic closed-loop system for drug-free management of diabesity. Science. DOI: 10.1126/science.ady8560.
Последние новости

Нетаньяху: наши силы предотвратили масштабное нападение на Западном берегу

От Тегерана до Лондона: партнёрство миллиардера-донатора партии «Реформа» с организацией, связанной с иранским режимом?

«Джерузалем пост»: чиновники предупреждают, что заявления Нетаньяху и Каца могут спровоцировать превентивный удар Ирана


