Перспективные методы излечения диабета 1-го типа

а) Патогенез и осложнения. Сахарный диабет 1-го типа обычно проявляется в детском или подростковом возрасте (ювенильное начало сахарного диабета). Он возникает в результате разрушения продуцирующих инсулин В-клеток в поджелудочной железе. Генетическая предрасположенность в сочетании с провоцирующим фактором (вирусная инфекция) вызывают развитие аутоиммунной реакции против В-клеток.

Возникает необходимость в заместительной терапии инсулином (суточная доза 40 ЕД, что соответствует примерно 1,6 мг).

б) Цели лечения сахарного диабета 1 типа:

1) профилактикаугрожающейжизни гиперглике-мической (диабетической) комы;

2) профилактика последствий диабета, возникающих в результате повреждения малых и крупных кровеносных сосудов, при условии точного подбора доз во избежание даже кратковременных проявлений патологической гипергликемии;

3) профилактика передозировки инсулина, которая ведет к развитию угрожающего жизни гипогликемического шока (повреждение ЦНС из-за отсутствия глюкозы).

в) Принципы лечения сахарного диабета 1 типа. У здоровых пациентов количество инсулина автоматически регулируется адекватно поступлению углеводов в организм, т. е. концентрацией глюкозы в крови. Критическим стимулом к секреции является подъем уровня глюкозы в плазме. Прием пищи и физическая активность (повышение захвата глюкозы в мышцах, снижение потребности в инсулине) сопровождаются соответствующими изменениями в секреции инсулина.

г) Методы возмещения инсулина. При сахарном диабете инсулин вводится таким образом, чтобы имитировать его нормальную секрецию. Например, введение длительно действующего инсулина поздним вечером создает базальный уровень, тогда как быстродействующий инсулин используется перед едой. Необходимую дозу определяют на основании фактической концентрации глюкозы в крови, которую измеряет пациент, и в зависимости от пищевой нагрузки.

При данной схеме (так называемая усиленная терапия инсулином) пациент достаточно свободно планирует свою активность в течение дня. Непременным условием является хорошо образованный, исполнительный и дееспособный пациент. В других случаях требуется схема с фиксированной дозой (стандартная инсулиновая терапия), например утренние и вечерние инъекции комбинированного инсулина (смесь регулярного инсулина + суспензия инсулина) в постоянной соответствующей дозе.

Чтобы избежать гипо- или гипергликемии, необходимо совмещать прием углеводов с периодом времени всасывания из подкожного депо (контроль питания!). Поступающие калории должны распределяться (50% углеводы, 30% жиры, 20% белки) на небольшие порции пищи в течения дня, чтобы углеводы поступали постоянно: перекусы, ужин поздним вечером. Необходимо исключить быстро всасываемые углеводы (сладости, торты=>гипергликемические пики), заменив их медленно перевариваемыми углеводами.

г) Нежелательные реакции. На гипогликемию указывают настораживающие симптомы: тахикардия, беспокойство, бледность, обильное потоотделение. Некоторые из них связаны с высвобождением мобилизующего глюкозу адреналина. Контрмеры: введение глюкозы, быстро всасываемых углеводов внутрь (больные диабетом всегда должны иметь при себе необходимый препарат) или 10-20 г глюкозы в/в в случае потери сознания. При необходимости вводят инъекцию глюкагона, панкреатического гормона, вызывающего гипергликемию.

Аллергические реакции встречаются редко. В месте инъекции возможна гиперемия и атрофия жировой ткани (липодистрофия). Развития местной гипертрофии жировой клетчатки можно избежать, изменив место инъекции.

Даже при оптимальном контроле глюкозы крови п/к введение инсулина не может полностью воспроизвести физиологическое состояние. У здоровых пациентов всосавшаяся глюкоза и инсулин, выделенный поджелудочной железой, одновременно попадают в печень в высоких концентрациях, что приводит к эффективной пресистемной элиминации обоих веществ до поступления в общий кровоток.

У больных диабетом п/к вводимый инсулин равномерно распределяется в организме, но поскольку концентрация инсулина в крови, снабжающей печень, не может увеличиться, то из портальной крови усваивается меньшее количество глюкозы. Значительное количество глюкозы поступаетво внепеченочные ткани, где она утилизируется.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

— Также рекомендуем «Лекарства для лечения сахарного диабета 2 типа«

Опубликовано в журнале:

«CONSILIUM MEDICUM», ТОМ №10, № 9, с. 67-72

Т.В.Никонова
Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий, Москва

Сахарный диабет (СД) – одно из наиболее распространенных в мире заболеваний. В силу эпидемического характера распространения, большой частоты развития сосудистых осложнений и высокого уровня смертности в 2006 г. принята резолюция ООН о борьбе с СД. В настоящее время число больных СД в мире превышает 246 млн человек. Около 85–90% составляют больные СД типа 2. СД типа 2 увеличивает риск развития ишемической болезни сердца (ИБС) и инсульта, а также сердечно-сосудистую смертность, которая, по данным ряда исследований, у больных СД типа 2 в 3 раза выше, чем в общей популяции. Удовлетворительное самочувствие пациентов в начале заболевания оттягивает диагностику и начало медикаментозной терапии у многих больных СД типа 2, в связи с чем почти у 1/3 пациентов микро- и макрососудистые осложнения выявляют одновременно с установлением диагноза СД.

При СД типа 2 резистентность к действию инсулина развивается в мышечной, жировой ткани и ткани печени:

• ИР мышечной ткани выражается в снижении поступления глюкозы в миоциты;
• ИР жировой ткани – в отсутствие антилиполитического действия инсулина, накоплении свободных жирных кислот (СЖК) [21];
• ИР ткани печени – в снижении синтеза гликогена и активации гликогенолиза [11].

Таким образом, основным стратегическим направлением лечения СД типа 2 должно быть воздействие на ИР как на основополагающий патофизиологический механизм развития заболевания. При увеличении чувствительности к инсулину снижается нагрузка на инкреторный аппарат поджелудочной железы, нивелируется отрицательное влияние гиперинсулинемии на состояние сердечно-сосудистой системы, а также приводящее к повышению аппетита и увеличению массы тела.

Для медикаментозного лечения ИР при СД типа 2 используют пероральные сахароснижающие препараты группы бигуанидов и тиазолидиндионов (глитазонов).

В консенсусе АDA/EASD, принятом в 2006 г., метформин рекомендован как препарат первого выбора, который назначается сразу после постановки диагноза СД, параллельно с изменением образа жизни, не ожидая нескольких месяцев, пока изменение образа жизни приведет к улучшению гликемического профиля (рис. 1).

Метформин показан больным СД типа 2 не только с избыточной, но и с нормальной массой тела. Антигипергликемическое действие метформина обусловлено несколькими механизмами:

• снижением продукции глюкозы печенью (у больных СД типа 2 печень продуцирует глюкозу, по крайней мере в 2 раза больше, чем в норме) за счет подавления глюконеогенеза и гликогенолиза [23, 31];
• повышением синтеза гликогена;
• увеличением чувствительности гепатоцитов к инсулину.

Вазопротективные эффекты метформина обусловлены нормализацией цикла сокращение–расслабление артериол, уменьшением проницаемости сосудистой стенки и торможением неоангиогенеза. Механизм активации фибринолиза обусловлен снижением концентрации и активности ингибитора активатора тканевого плазминогена-1 (PAI-1) (рис. 2).

Недостижение целевых показателей постпрандиальной гликемии на фоне лечения метформином свидетельствует о значительном инкреторном дефекте β-клеток и необходимости назначения комбинированной терапии, в основе которой лежат дополняющие друг друга механизмы действия препаратов. Эффективно применение метформина в комбинации с препаратами сульфонилмочевины (рис. 4).

Рис. 4. Совместные эффекты метформина и глибенкламида.

При этом важной целью считают упрощение схемы сахароснижающей терапии. Глюкованс – современный комбинированный препарат, обеспечивающий патогенетический подход к лечению СД типа 2 (рис. 5).

Рис. 5. Влияние Глюкованса на патогенетические механизмы развития СД типа 2.

Рис. 6. Структура Глюкованса.

Средние конечные дозы

Из 188 человек, исходно получавших таблетки 500/2,5 мг, 85 больным потребовался переход на прием таблеток 500/5 мг/сут. В фазе лечения с двойным слепым контролем концентрация HbA1c у этих больных снизилась с 8,4 до 8,2%, а при применении таблеток Глюкованса 500/2,5 мг (до 4 раз в день) средняя концентрация HbA1c уменьшилась еще на 0,3%. Дальнейшее повышение дозы Глюкованса с использованием дозы 500/5 мг сопровождалось дополнительным снижением концентрации HbA1c на 0,5%. Таким образом, при неэффективности дозировки препарата 500/2,5 мг прием Глюкованса в дозе 500/5 мг может помочь достичь оптимальных показателей контроля гликемии.

В результате приема Глюкованса концентрация HbA1c снизилась среди всех больных в среднем на 0,6%, а среди больных, исходно имевших HbA1c>8% – на 1,3%. После перевода больных на Глюкованс средняя суточная доза меформина у них достоверно увеличилась (р=0,02), а доза глибенкламида уменьшилась (р=0,007).

Более высокая эффективность Глюкованса по сравнению с комбинацией метформина и глибенкламида может быть обусловлена лучшей комплаентностью и более быстрым всасыванием глибенкламида в уникальной структуре Глюкованса. Больные СД типа 2 часто принимают одновременно несколько лекарственных препаратов. Комбинация препаратов в одной таблетке упрощает схему пероральной сахароснижающей терапии и обеспечивает хорошее соблюдение больными назначенного лечения.

Основным показанием к назначению Глюкованса остается СД типа 2 у взрослых, при неэффективности предшествующей терапии метформином и (или) глибенкламидом. Противопоказания к назначению Глюкованса складываются из известных противопоказаний к назначению метформина и глибенкламида.

Глюкованс следует принимать во время еды. При неэффективности монотерапии оптимальной дозой метформина (как правило, 2000 мг/сут) больных переводят на Глюкованс (по 1 таблетке 500/2,5 мг/сут), затем дозу препарата повышают. При переводе с комбинированного приема метформина и препарата сульфонилмочевины на Глюкованс начальная суточная доза Глюкованса составляет 1–2 таблетки по 500/2,5 мг с последующей титрацией. При этом начальная доза глибенкламида в Глюковансе не должна превышать ранее применявшейся дозы сульфонилмочевины. Максимальная суточная доза составляет 4 таблетки Глюкованса по 500/5 мг. При переходе с Глюкованса 500/2,5 мг на Глюкованс 500/5 мг последний применяют с дозы, не превышавшей ранее применявшейся дозы глибенкламида, а затем дозу постепенно увеличивают по мере необходимости. Максимальная доза составляет 4 таблетки Глюкованса по 500/5 мг/сут (2000/20 мг).

Таким образом, Глюкованс – современный уникальный препарат, влияющий на два основных патофизиологических звена патогенеза СД типа 2. Это единственный комбинированный препарат, в состав которого входит микронизированная форма глибенкламида. Выбор дозировок позволяет титровать дозы. Глюкованс высокоэффективен в малых дозах, а удобный прием препарата обеспечивает хорошую комплаентность.

Комментарии

(видны только специалистам, верифицированным редакцией МЕДИ РУ)

Сахарный диабет 2 типа — наиболее широко распространенная форма заболевания, которая характеризуется нарушением действия инсулина (инсулинорезистентность) и секреции инсулина. Сахарный диабет 2 типа может развиться в любом возрасте, но чаще после 40 лет. Начало постепенное, часто на фоне избыточной массы тела. Симптомы диабета отсутствуют или выражены слабо. Это может объясняться медленным прогрессированием заболевания и вследствие этого адаптацией пациентов к длительно существующей гипергликемии. Определяется достаточный уровень С-пептида, аутоантитела к b-клеткам, продуцирующим инсулин, отсутствуют. Морфологически в дебюте сахарного диабета 2 типа выявляются нормальные размеры поджелудочной железы, может отмечаться гипертрофия b-клеток. b-клетки содержат большое количество секреторных гранул. В отличие от этого сахарный диабет I типа является аутоиммунным заболеванием, когда имеется абсолютный дефицит инсулина в результате деструкции b-клеток.

Рис.1. Патогенез сахарного диабета 2 типа

Согласно современным представлениям, в патогенезе сахарного диабета 2 типа ключевую роль играет нарушение секреции инсулина b-клетками. Выявляются признаки нарушения периферической утилизации глюкозы. Схематично патогенез сахарного диабета 2 типа представлен на рис. 1.

Нарушение синтеза инсулина может проявляться нарушением последовательности аминокислот в молекуле инсулина и превращения проинсулина в инсулин. В обоих случаях производимый гормон будет иметь низкую биологическую активность, что приведет к развитию гипергликемии. Секреция инсулина может нарушаться вследствие патологии развития b-клеток при неадекватном внутриутробном и постнатальном питании, при длительно существующей глюкозотоксичности, которая поддерживает секреторные дефекты секреции инсулина, а также в результате генетических дефектов в механизме секреции.

Периферическая инсулинорезистентность проявляется нарушением поглощения глюкозы периферическими тканями, прежде всего – тканями печени, мышечной и жировой тканью. Наиболее важное значение в ее развитии имеют дефекты инсулиновых рецепторов (уменьшение количества и аффинности или сродства к инсулину) и патология транспортеров глюкозы.

Количество инсулиновых рецепторов снижено при ожирении, сахарном диабете 2 типа, акромегалии, болезни Иценко–Кушинга, терапии глюкокортикоидами, приеме противозачаточных препаратов.

Для проникновения глюкозы в клетку необходимым условием является нормальное функционирование системы транспортеров глюкозы. На рис. 2 представлен транспорт глюкозы в адипоците под действием инсулина. Инсулин связывается с a-субъединицей рецептора на клеточной мембране, что приводит к автофосфорилированию b-субъединицы. В результате передачи импульса внутри клетки активируется система киназ и происходит транслокация транспортера глюкозы GLUT-4 в клеточную мембрану. Это обеспечивает проникновение глюкозы внутрь клетки. Глюкоза движется по градиенту концентрации путем диффузии, что не требует дополнительной энергии. В почках поступление глюкозы происходит против градиента концентрации и требует энергии. В настоящее время известно 8 транспортеров глюкозы. Основные изоформы семейства представлены в таблице 1.

Рис. 2. Действие инсулина на транспорт глюкозы в адипоците

В последние годы появилось достаточно экспериментальных и клинических данных, свидетельствующих о том, что как дефекты секреции инсулина, так и развитие периферической инсулинорезистентности в значительной мере обусловлены нарушениями генетического контроля. Эти данные обобщены в таблице 2.

Немедикаментозные методы лечения

Важнейшими целями в лечении сахарного диабета являются: ликвидация симптомов, оптимальный метаболический контроль, предотвращение острых и хронических осложнений, достижение возможно более высокого качества жизни и доступность для пациентов.

Поставленные цели достигаются с помощью основных принципов лечения, имеющих первостепенное значение для больных сахарным диабетом обоих типов: диабетическая диета, дозированная физическая нагрузка, обучение и самоконтроль.

Если при диабете 2 типа монотерапия диетой оказывается неэффективной, требуется назначение пероральных сахаропонижающих препаратов. При сахарном диабете 1 типа всегда назначается инсулин.

Диетотерапия при сахарном диабете 2 типа должна отвечать следующим требованиям: исключение рафинированных углеводов (сахар, мед, варенье и т.д.); низкое потребление насыщенных жиров, причем общее содержание жира не должно превышать 30–35% суточной энергетической потребности; углеводы должны обеспечивать 50–60%, белки – не более 15% калорийности суточного рациона; рекомендуется преимущественное потребление сложных углеводов и продуктов, богатых растворимыми волокнами; для составления меню пользуются специальными таблицами, в которых все продукты питания разделены на группы: продукты, которые можно не ограничивать, продукты, которые необходимо учитывать, и продукты, которые следует исключить; приемы пищи желательно распределить равномерно в течение дня; допустимо использование бескалорийных сахарозаменителей; если нет противопоказаний, рекомендуется не ограничивать потребление жидкости; необходимо ограничить или исключить прием алкоголя.

Помимо состояния углеводного обмена, необходимо также учитывать степень нарушения липидного обмена и уровень артериального давления, поскольку после гипергликемии эти факторы являются главными в развитии сердечно-сосудистых осложнений сахарного диабета.

Таблетированные сахаропонижающие препараты

Лечение сахарного диабета 2 типа всегда начинают с назначения диеты и дозированной физической нагрузки. Следует также объяснить больному необходимость самоконтроля и обучить проведению его в домашних условиях с помощью тест-полосок (определение уровня глюкозы в крови и моче). В тех случаях, когда это оказывается неэффективным, назначают таблетированные сахаропони жающие препараты. Используют три группы препаратов: ингибиторы a-глюкозидаз, сульфониламиды и бигуаниды.

Ингибиторы a-глюкозидаз (акарбоза) снижают абсорбцию глюкозы в кишечнике и бывают эффективны на ранних этапах заболевания.

Чаще используются производные сульфонилмочевины, которые разделяют на препараты 1-й и 2-й генерации. Препараты 1-й генерации менее эффективны и в настоящее время в нашей стране не используются. Препараты 2-го поколения – это активные секретогены, их сахаропонижающий эффект проявляется при суточной дозе в 50–100 раз меньшей, чем у препаратов 1-й генерации. Наиболее употребимыми в настоящее время являются гликлазид, глибенкламид, глипизид, гликвидон.

Производные сульфонилмочевины стимулируют секрецию инсулина b-клетками поджелудочной железы. Вначале происходит связывание препарата с рецепторами на поверхности b-клетки, тесно ассоциированными с АТФ-зависимыми К+-каналами. Затем происходит закрытие этих каналов и деполимеризация мембраны. Открытие вслед за этим кальциевых каналов обеспечивает поступление ионов кальция внутрь b-клетки и стимуляцию секреции инсулина. При этом следует учитывать, что при назначении целого ряда препаратов может отмечаться как усиление, так и ослабление действия производных сульфонилмочевины. Препаратами, снижающими их действие, являются: тиазидные диуретики, b-блокаторы, кортикостероиды, индометацин, изониазид, никотиновая кислота, антагонисты кальция.

Потенцируют действие этих препаратов: салицилаты, сульфаниламиды, пиразолоновые производные, клофибрат, ингибиторы моноаминоксидазы, антикоагулянты, алкоголь.

Лечение производными сульфонилмочевины противопоказано при: сахарном диабете 1 типа или вторичном (панкреатическом) сахарном диабете, беременности и лактации (из-за тератогенного действия), хирургических вмешательствах (большие операции), тяжелых инфекциях, травмах, аллергии на препараты сульфонилмочевины или сходные с ними препараты в анамнезе, наличии риска тяжелых гипогликемий.

Группа таблетированных сахаропонижающих препаратов – бигуанидов в настоящее время представлена метформином. В отличие от указанных выше лекарственных средств бигуаниды не усиливают секрецию инсулина. Сахаропонижающее действие бигуанидов проявляется лишь в том случае, если в крови имеется достаточное количество инсулина. Бигуаниды усиливают его действие на периферические ткани, уменьшая инсулинорезистентность. Бигуаниды повышают захват глюкозы мышцами и жировой тканью путем усиления связывания инсулина с рецепторами и повышения активности GLUT-4. Они снижают продукцию глюкозы печенью, всасывание глюкозы в кишечнике, усиливают ее утилизацию, снижают аппетит. Их назначение противопоказано при: нарушениях функции почек, гипоксических состояниях любой этиологии (сердечно-сосудистая недостаточность, заболевания легких, анемия, инфекционные заболевания), острых осложнениях сахарного диабета, злоупотреблении алкоголем, лактатацидозе в анамнезе.

У пациентов с длительным течением заболевания часто развивается вторичная резистентность к пероральным сахаропонижающим препаратам. В дебюте сахарного диабета 2 типа инсулин требуется 2–3% больных, а через 10–15 лет от начала заболевания у половины пациентов предшествующее лечение становится неэффективным и появляются показания к инсулинотерапии. В среднем 10–15% больных сахарным диабетом 2 типа переходят ежегодно на лечение инсулином.

Показаниями для назначения инсулина при сахарном диабете 2 типа являются: временное повышение потребности в инсулине, резкое снижение инсулиновой секреции, случаи, когда гипергликемия не отвечает на другие формы терапии. Инсулинотерапия при сахарном диабете 2 типа может быть временной и пожизненной. Временная инсулинотерапия показана при: стрессе, остром заболевании, необходимости хирургического вмешательства, острых инфекциях, инсульте, инфаркте миокарда, беременности и лактации. Пожизненная инсулинотерапия назначается при сахарном диабете с поздним аутоиммунным началом и вторичной резистентности к таблетированным сахаропонижающим препаратам.

Вторичная резистентность к таблетированным препаратам является следствием снижения массы b-клеток и/или увеличении инсулинорезистентности. Побочными эффектами инсулинотерапии при сахарном диабете 2 типа является: прибавка массы тела, частое чувство голода, задержка жидкости и натрия, риск гипогликемий. При этом могут использоваться разные режимы инсулинотерапии: инсулин пролонгированного действия перед сном в сочетании с диетотерапией или дневным приемом таблетированных препаратов; двухкратное введение инсулина короткого и пролонгированного действия перед завтраком и ужином; комбинированная терапия таблетированными препаратами и инсулином; интенсивная инсулинотерапия в базис-болюсном режиме для лиц более молодого возраста.

Интенсивная инсулинотерапия подразумевает введение инсулина пролонгированного действия дважды в день (обычно перед завтраком и перед сном) и инсулина короткого действия перед каждым приемом пищи. Для поддержания компенсации заболевания на уровне нормогликемии и глюкозурии необходимо обучение и самоконтроль больного .

Для облегчения выполнения инъекций используют полуавтоматические инъекторы – шприцы-ручки, в которых используются термостабильные инсулины. Имеются готовые смеси инсулина, в которых инсулины короткого и пролонгированного действия смешаны в фабричных условиях, что удобно для пациентов и снижает процент ошибки при смешивании инсулинов самим больным.

Самым сложным остается вопрос о том, когда начинать лечение инсулином при сахарном диабете 2 типа. Его следует решать индивидуально в каждом конкретном случае, анализируя показания, противопоказания, цели терапии. Достижение и поддержание стойкой компенсации заболевания является главным условием профилактики и своевременного лечения хронических осложнений сахарного диабета.

Помимо традиционных препаратов в последние годы в клиническую практику внедряется все больше новых эффективных препаратов, многие из которых обладают уникальными свойствами. Так, используются новые препараты – производные сульфонилмочевины суточного действия – глимепирид и глипизид, которые можно принимать 1 раз в сутки. Предложен и препарат короткого действия, восстанавливающий секрецию инсулина после приема пищи, – репаглинид. Изучаются препараты, воздействующие на периферическую инсулинрезистентность (группа глитазонов).

Развитие диабетологии позволяет обеспечить высокий метаболический контроль больных сахарным диабетом 2 типа, т.к. в арсенале врача имеются современные таблетированные препараты и препараты инсулина, средства их введения, средства самоконтроля, системы обучения пациентов. Все это в клинической практике дает возможность обеспечить высокое качество жизни больного и отдалить развитие хронических осложнений заболевания.

Литература:

1. М.И. Балаболкин. Эндокринология. М., Универсум паблишинг, 1998.

2. И.И. Дедов, В.В. Фадеев. Введение в диабетологию. Руководство для врачей. М. Берег, 1998.

3. Alberti K.G.M.M., Zimmet P.Z. Diabetic Med 1998; (15): 539-53.

4. Ferrannini E. Endocrine Reviews. 1998. 19(4): 477-90.

5. Guidelines for Diabetes Care Diabetic Med 1999, 16.

Обзор перспективных исследований, направленных на излечение сахарного диабета 1 типа

Сахарный диабет 1 типа (СД1, T1DM) — аутоиммунное заболевание, поражающее β-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Согласно прогнозам, число больных сахарным диабетом к 2030 году возрастёт до 552 миллионов человек (где 10% в структуре заболеваемости приходится на СД1 типа и 90% на СД2 типа соответственно) с 422 миллионов человек в 2014 году (данные ВОЗ). 

Современная терапевтическая тактика для лечения СД1 предполагает только применение инсулина, что не позволяет осуществлять полноценный контроль уровня глюкозы в крови (гликемии) и приводит к отдалённым осложнениям. Улучшает контроль гликемии применение систем автоматизированного мониторинга, совмещенного с автоматической подачей инсулина, однако это не решает всех проблем больных с инсулинзависимым диабетом и предполагает пожизненную зависимость от введения инсулина. 

Инсулинотерапия, как введение извне отсутствующего в организме инсулина, подходит в качестве заместительной меры, но для излечения необходимо воздействовать на причины недостаточной выработки  инсулина. Опыт применения инъекций и инсулиновых помп показал, что секреторные клетки могут находиться в любой ткани для обеспечения потребности организма в инсулине. В связи с этим, появившиеся недавно генные и клеточные технологии открывают принципиально новые возможности по созданию методов терапии СД1.

Задача этой статьи – обзор актуальных решений по восстановлению  организма, когда инсулина, вырабатываемого β-клетками поджелудочной железы, недостаточно для адекватного контроля глюкозы. 

В этом обзоре мы сосредоточились на наиболее перспективных методах терапии СД 1 типа. Обзор состоит из двух частей: 

• в первой мы рассматриваем методы защиты имеющихся клеток и восстановление их популяции внутри организма при сохранных собственных β-клетках поджелудочной железы (недавний диабет);
• во второй — терапевтические тактики при давнем диабете, когда количество оставшихся β-клеток недостаточно для адекватного обеспечения организма инсулином. 

1. Потенциальные терапевтические стратегии при достаточном количестве островковых β-клеток для производства эндогенного инсулина

   1. Генная терапия для восстановления функции β-клеток

   В серии экспериментальных работ осуществлялось введение конструкции, содержащий тот или иной ген.   

• Например, ген инсулиноподобного фактора роста 1 (ИФР-1), он же соматомедин С. У трансгенных мышей (продуцирующих ИФР-1 β-клетками) с индуцированным диабетом, а так же при внутрипротоковой инъекции гена ИФР-1 в составе аденоассоциированного вирусного (AAV) вектора, происходила нормогликемия в 80% случаев начальной стадии СД1 типа, после впервые выявленного инсулита. Так же снижался титр аутоантител и воспалительных маркеров. 

В норме соматомедин С вырабатывается клетками печени и обладает инсулиноподобным действием. Учитывая, что это фактор роста, побочные эффекты метода могут быть слишком значительными (нарушение гормонального баланса, роста внутренних органов), поэтому, как самостоятельная терапия он не может быть использован. 

Применение этого метода исследовалось только при сохранных собственных β-клетках   

• от аутоиммунных повреждений и способствование их быстрой регенерации за счет повышенной продукции гена Reg3g, (Regenerating islet-derived protein 3 gamma). Reg3g — новый белок семейства Reg, необходимый для регенерации островковых

В ходе исследования была осуществлена инъекция рекомбинантного лентивирусного вектора с геном Reg3g в паренхиму поджелудочной железы. Это способствовало сохранению β-клеток поджелудочной железы от аутоиммунных повреждений за счёт:

1. воздействия на сигнальные пути JAK/STAT/NF-kB, 
2. снижения секреции цитокинов, которые продуцируются Т-хелперами 
3. более быстрой регенерации β-клеток в связи со снижением аутоиммунного ответа.  

Применение этого метода возможно для профилактики развития  диабета 1 типа при сохранных β-клетках.

• Сохранение β-клеток посредством экспрессии гена Klotho. При дефиците Клото наблюдается ускоренный апоптоз β-клеток. Однако, когда AAV  вектор использовался для доставки гена Klotho вместе со специфическим для -клеток регуляторным генетическим элементом (промотором), происходила избыточная экспрессия Klotho, что предотвращало гибель β-клеток. 

Экспрессия Klotho защищала β-клетки путем активации сигнального пути интегрина b1-FAK/Akt, что привело к ингибированию расщепления каспазы 3, вовлеченной  в процесс программируемой клеточной гибели (апоптоз). 

Благоприятный эффект от введения гена Klotho дополнительно, вероятно, обусловлен ослаблением проникновения аутоиммунных Т-клеток в островковую ткань поджелудочной железы мышей. Метод может быть очень эффективным при терапии недавно диагностированного диабета 1 типа или для его профилактики, когда количество -клеток достаточно для производства нужных организму количеств инсулина

• Введение ААТ в составе рекомбинантного аденоассоциированного вирусного (AAV) вектора NOD мышам (мышам с индуцированным диабетом) внутримышечно показало снижение аутоантител к инсулину и интенсивности инсулита, а также частоту явного СД1.

Альфа 1 антитрипсин (AAT) — мультифункциональный ингибитор сериновой протеиназы (серпин), который обладает целым рядом противовоспалительных свойств. Они основаны на:

1) ингибировании кальций-зависимой цистеиновой протеазы (миграция и активация нейтрофилов); 

2) ингибировании каспаз 3,6 и 7 (апоптоз);

3) ингибировании ядерного транскрипционного фактора-kB; 4) ингибировании фактора некроза опухоли;

5) инактивации лиганда CD40 (рецептор на поверхности иммунных клеток, запускающий их аутореактивность).

Предполагается, что ААТ играет терапевтическую роль в профилактике или замедлении прогрессирования СД1 при сохранных β-клетках и недавнем диабете  

• Вакцинация «голой ДНК» (naked DNA), содержащей гены противовоспалительных цитокинов (CXL10, CCL4 например), β-клеточные аутоантигены или их комбинацию позволила напрямую изменять аутоиммунный ответ за счет появления регуляторных супрессорных Т-клеток (Treg). Однако при введении на поздних стадиях развития диабета в экспериментальных моделях ответа эффективность вакцинации снижается.

2. Биологические препараты для управления иммунным ответом 

а) антигенспецифическая иммунотерапия 

• блокирование антигена CD2 Алефацептом может быть эффективной стратегией остановки иммунного ответа при СД1. Антиген CD2 представлен на поверхности эффекторных Т-клеток памяти, играющих основную роль в уничтожении инсулин-продуцирующих клеток при аутоиммунном диабете. 

С этим антигеном связывается белок CD58 (LFA3) и ингибирует действие эффекторных Т-клеток памяти. Препарат Алефацепт состоит из фрагмента Fc  иммуноглобулина человека, слитого с первым внеклеточным доменом LFA-3 человека. Ранее Алефацепт использовался для лечения псориаза. При начавшемся диабете 1 типа (в течение первых 12 месяцев) после применения препарата наблюдалось достоверное увеличение уровня С пептида в крови и снижение дозировки инсулина, хотя в ходе исследования все ожидаемые показатели так и не были достигнуты  

• инъекция рекомбинантным белком глутаматдекарбоксилаза-65 (ГДК-65) как способ профилактики развития СД1 у лиц с повышенным риском. Белок ГДК-65 наиболее иммуногенная разновидность фермента ГДК, превращающего глутамат в гамма аминомасляную кислоту. 

При введении рекомбинантного белка ГДК-65 внутрибрюшинно мышам с индуцированным аутоиммунным диабетом было отмечено замедление развития заболевания по сравнению с группой контрольных животных. ГДК-65 также подавляла развитие заболевания у NOD-мышей на предиабетическом этапе.

В начале 2000-х был разработан и протестирован на людях препарат Diamyd. В результате исследования на взрослых и детях с СД1  авторы пришли к выводу, что Диамид сохраняет остаточную секрецию инсулина и может быть особенно эффективен для предотвращения развития заболевания у детей с длительностью проявления патологии менее 3-х месяцев.  

Этот подход имеет смысл рассматривать как профилактику диабета или лечении на раннем этапе, когда функционирующих β-клеток достаточно. В настоящий момент Диамид вышел на 3 стадию клинических испытаний

• использование препарата Респикам®, рекомбинантного альфа 1 антитрипсина (AAT, см. выше). Ранее препарат Респикам на основе  ААТ использовался в практике для лечения эмфиземы легких. Клинические исследования Респикам были проведены на молодых пациентах с СД 1 типа. По предварительным результатам, улучшился метаболический контроль и снизился инсулит. После уточнения наиболее эффективных дозировок можно ожидать выхода новой формы препарата на рынок. 

• рекомбинантных белков теплового шока способствовало снижению инсулита, сохранению остаточной секреции инсулина.  Белки теплового шока (Hsp) — одни из аутоантигенов β-клеток поджелудочной железы. Из белка теплового шока с молекулярной массой 60 кДа (Hsp60) была выделена наиболее иммуногенная последовательность аминокислот, расположенная с 437 по 460 аминокислоту белка. На основе этого пептида p277 была и протестирована вакцина Andromedabiotech, (DiaPep277 Израиль). Синтетический пептид связывается с толл-подобным рецепторам 2 типа (TLR-2, CD282) на поверхности Т-регуляторных клеток и активирует врожденный иммунный ответ. В отличие от полноразмерного белка Hsp60 (который оказывает как провоспалительный, так и противовоспалительный эффект в зависимости от окружающих клеток), p277 имеет более избирательный противовоспалительный эффект. В результате клинических испытаний наблюдалась тенденция к лучшему сохранению функции β-клеток, а потребность в экзогенном инсулине снизилась на 20%. Этот метод применим только в качестве профилактики или на ранних этапах развития СД1. На данный момент запущена 3 фаза клинических испытаний, DIA-AID 3, с оценкой эффективности дозировки в 1,0 мг DiaPep277  

б) препараты на основе рекомбинантных антител

•   (Теплизумаб),  является моноклональным гуманизированным антителом  к CD3 рецепторам Т-лимфоцитов. Введение Теплизумаба на ранней стадии диабета 1 типа, или у лиц к нему предрасположенных, способствовало отсрочке наступления заболевания. Теплизумаб  связывается с CD3 ко-рецептором, что приводит к ингибированию аутоиммунных реакций без повреждения регуляторных Т-клеток. В июне 2019 года Provention Bio предоставила отчёт о клинических испытаниях этого препарата на лицах с высоким риском развития СД 1 типа, но без установленного диагноза. В исследовании принимало участие 76 человек, из которых 72% младше 18 лет. Пациенты получали Теплизумаб в течение 14 дней и это отсрочило манифестацию диабета 1 типа в среднем на 2 года. Эффект зависел от индивидуального профиля аутоантител (в частности, чувствительность к препарату снижалась из-за наличия антител к переносчику цинка 8, ZNT8). 

в) использование комбинации зарегистрированных препаратов для лечения СД1 

• Препарат Plerixafor® мобилизует CD34 клетки крови для регенерации β-клеток, а с помощью препарата Alemtuzumab® удаляют имеющиеся Т-клетки, препараты Anakinra, Etanercept противовоспалительные, а препарат Liraglutide способствует регенерации β-клеток.  Сочетанное удаление имеющихся Т клеток, включая и аутореактивные вместе с противовоспалительным лечением могут потенциально восстановить толерантность к β-клеткам при СД1. Исследование основано на подходе «иммунологической перезагрузки». Данный подход может быть эффективен при недавно начавшемся диабете. Фаза 1 и 2 в процессе, промежуточных результатов пока нет https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03182426
• Otelixizumab (Отеликсизумаб  TRX4) антитело к CD3 антигену Т-клеток. Предполагается, что антитело блокирует эффекторную активность Т-клеток, которые направлены против β-клеток. Применение в клинических исследованиях  сохраняло остаточную функцию β-клеток не менее 18 месяцев у пациентов с диабетом 1 типа. Завершена 2 фаза клинических испытаний. Великобритания, фармацевтическая компания Глаксосмитклайн (GlaxoSmithKline). 

3. Использование клеточных технологий, направленных на подавление иммунного ответа

Хотя перечисленные выше подходы  показали определенную эффективность в лечении СД1, но ни один из них не вызвал постоянной иммунной толерантности и не привел к долгосрочной независимости от инсулина. Поэтому существует необходимость в поиске более эффективного решения, в частности, по изменению свойств супрессорных поликлональных регуляторных Т-лимфоцитов (polyTregs)

В ходе проведения 1 фазы клинического исследования 14 взрослых пациентов с СД1 получали в виде однократной внутривенной инфузии аутологичные    polyTregs, несущие набор антигенов CD4+ CD127lo/- CD25+ размноженные вне организма (ex vivo), имеющие повышенную супрессорную активность. 

У некоторых пациентов уровни С-пептида сохранялись на одном уровне до 2 и более лет после однократного введения клеток. За это время сообщений о побочных эффектах не появлялось. Это говорит о том, что вскоре будет запущена 2 фаза испытаний для выяснения эффективности терапии супрессорными поликлональными Т-регуляторными лимфоцитами. 

Дендритные клетки — профессиональные антиген-презентирующими клетки, которые контролируют иммунологическую толерантность. Ген транскрипционного фактора Aire вовлечен в контроль презентации дендритными клетками многих тканеспецифичных антигенов, приводящих к негативному отбору аутореактивных тимоцитов и к стимуляции активности регуляторных супрессорных Tregs. В экспериментальном исследовании дендритные клетки из костного мозга мышей генетически модифицировали геном Arie для повышения его экспрессии и вводили  мышам с химически-индуцированным СД1. Было показано, что развитие СД1 у таких мышей значительно задерживалось, был снижен  титр антител к инсулину, сохранялась структура островков поджелудочной железы. Также применение генетически модифицированных дендритных клеток способствовало гибели  и анергии аутореактивных CD4+ Т клеток и увеличивало продукцию Treg. 

Скорее всего, метод будет эффективен только при недавно начавшемся диабете, так как нет данных о восстановлении продукции эндогенного инсулина. 

1. Потенциальные терапевтические стратегии при дефиците островковых β-клеток

1. Эктопическая экспрессия генов

• Секреция инсулина клетками печени (гепатоцитами) за счет их трансдифференцировки генами транскрипционных факторов PDX1  и MAFA в инсулин-производящие с дальнейшим введением этих клеток в паренхиму поджелудочной железы мышей привела к тому, что изменённые клетки взяли на себя функцию -клеток и производили адекватное количество инсулина до стойкой нормогликемии в течение полугода от инъекции. 

• усиление активности гена глюкозо-6-фосфатазы (G6Pase) способствовала нормогликемии на мышиной модели СД 1 типа за счёт секреции инсулина клетками печени после введения  гена G6Pase вместе с его регуляторными последовательностями в паренхиму печени. Введение гена в составе вирусного вектора привело к образованию гепатоцитов, секретирующих  препроинсулин-1 и инсулин в зависимости от уровня глюкозы крови. 

Клетки поджелудочной железы в этом случае не принимали участия в коррекции уровня глюкозы крови, так как ген инсулина экспрессировался гепатоцитами. В результате вырос уровень инсулина крови после приёма пищи, при этом он не вырабатывался вне приёма пищи, что обеспечивало длительную нормогликемию. Таким образом, саморегулируемая экспрессия инсулина, произведенного клетками печени, потенциально может быть эффективным и безопасным метод лечения диабета 1 типа. Плюс метода в том, что для него не обязательно иметь сохранённые -клетки поджелудочной железы, что может позволить лечить и давний диабет 1 типа. 

• Образование новых припортальных островков инсулин-производящих клеток в печени введением гена транскрипционного фактора Ngn3 и гена бетацеллюлина (Btc) с помощью AAV в паренхиму печени. Это вызывало устойчивую секрецию инсулина клетками печени, стимулированную глюкозой — точно так же, как в норме β-клетками поджелудочной железы. Получившиеся островки были похожи на островковые клетки поджелудочной железы как внешне, так и по сути, обладая сходными транскрипционными факторами. Это позволяет предполагать, что сочетанная терапия белками Btc и Ngn3 сможет эффективно воспроизводить действие эндогенного инсулина (при условии отсутствия иммунного ответа на новообразованные клетки и аденовирусный вектор) даже при отсутствии активных β-клеток поджелудочной железы  
• экспрессия фактора роста гепатоцитов может улучшить выживаемость имплантированных -клеток. Фактор роста гепатоцитов — митоген, способствующий пролиферации клеток многих тканей, в том числе и поджелудочной железы. Он действует по нескольким направлениям: блокирует апоптоз, повышает скорость митотического деления клеток и тем самым увеличивает массу функциональных -клеток. Планируется, что при внутрипротоковой инъекции этого фактора роста  в составе AAV вектора, можно снизить дозировки глюкокортикоидов и побочные эффекты иммуносупрессии после пересадки островков поджелудочной железы.

1. Эктопическая экспрессия + коррекция иммунного ответа

Другая группа авторов приблизилась как к синтезу новых островков в печени, так и к их изоляции от атаки со стороны иммунной системы. Сочетанное лечение anti-TCRβ (anti-T-cell receptor beta chain) антителом и введение генов Ngn3 и Btc в составе AAV в паренхиму печени давало устойчивое образование перипортальных нео-островков у мышей с моделью диабета 1 типа. 

В этом случае прямое блокирование  Т-клеточных рецепторов с помощью моноклональных антител эффективно останавливает у мышей впервые возникший диабет 1 типа и защищает от разрушени Т-клетками оставшиеся и вновь образованные инсулин-продуцирующие островки печени, индуцированные генной терапией. 

Развитие и повышение эффективности этого метода позволяет прогнозировать его скорый выход в дальнейшую стадию испытаний. Здесь возможно восполнение дефицита β-клеток в поджелудочной железе исключительно за счёт образования нео-островков в печени. 

1. Трансплантация: 

В данном разделе будут рассматриваться: пересадка ткани между организмами одной видовой принадлежности; аутотрансплантация – пересадка ткани того же организма пересадка тканей между организмами разных видов.

• инкапсулированные (помещенные в полупроницаемый контейнер) островковые клетки поджелудочной железы свиньи без дополнительной иммуносупрессии успешно восстанавливали уровень эндогенного инсулина на протяжении полугода (у макак), но нет данных по отдалённому периоду. Также вызывает опасение заражение свиным ретровирусом PERV  
• инкапсулированные панкреатические клетки-предшественники человека, полученных из эмбриональных стволовых клеток. Компания ViaCyte Inc. использует полупроницаемый контейнер, в который помещаются дифференецированные из линии эмбриональных стволовых клеток человека предшественники . Контейнер имплантируется в организм, дозревание клеток до зрелых инсулин-секретирующих клеток проходит уже в организме. 

Исследование, начатое в 2014 г. с устройством VC01 (PEG-Direct), компания была вынуждена приостановить через 2 года из-за недостаточной васкуляризации трансплантата для долгосрочного обеспечения инсулином. 

В настоящее время компания уже завершила еще  одно клиническое исследований с устройством VC02 (PEG-Encap)   (, а также планирует третью программу с усовершенствованным клеточным продуктом с пониженной иммуногенностью

• PEC-QT продукт компании представляет собой  инкапсулированные панкреатические клетки-предшественники человека, полученные эмбриональных стволовых клеток человека со сниженной экспрессией бета-2-микроглобулина (Б2М). Главной причиной отторжения трансплантата клеток поджелудочной железы является HLA антиген I класса, который расположен на поверхности β-клеток поджелудочной железы.  Одним из компонентов является Б2М. Компания ViaCyte, создала клон клеток со сниженной экспрессией Б2М и повышенной экспрессией programmed death-ligand 1 (PD-L1). ЭСК человека были отредактированы CRISPR/Cas9. Полученные клетки сохраняли свойства плюрипотентности и при этом демонстрировали низкую иммуногенность in vitro. Новые клетки имеют потенциал обеспечить продукцию инсулина и одновременно защитить клетки от аутоиммунного ответа. 

• мезенхимальных стволовых клеток. Данные, полученные на животных моделях и в клинических испытаниях, позволяют предположить, что внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток (МСК) подавляет аутоиммунные заболевания, в том числе и СД 1 типа. Одним из главных выводов испытаний является то, что МСК эффективны для подавления аутоиммунитета и в целом безопасны. Текущее исследование будет измерять безопасность и эффективность МСК, полученных из пуповины здоровых новорожденных, в течение 1 года. Экспериментальной группе планируется ввести внутривенно 2,5 х 10^6 МСК на кг. веса. 

На данный момент есть данные по 1 фазе клинических испытаний от августа 2019 года. 

• индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (иПСК) дифференциировались в β-клетки и обеспечивали достаточную продукцию инсулина даже в отсутствии собственных β-клеток у мышей. иПСК вводились под капсулу почки и показали стойкую нормогликемию в течение 5 месяцев после терапии. 

Особенно эффективным может быть использование иПСК в сочетании со стратегиями по предотвращению аутоиммунного разрушения (превентивная терапия поликлональными антителами, направленными на Т-регуляторные лимфоциты).    

Эти клетки могут предоставить альтернативу существующим в клинике подходам в трансплантации, что снижает риски отторжения трансплантата. 

• Метод заместительной клеточной терапии, направленный на лучшую дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток в инсулин-продуцирующие. Введение транскрипционного фактора панкреатического дуоденального гомеобокса-1 (PDX-1) в составе лентивирусного вектора стимулирует дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани человека в островковые клетки поджелудочной железы. Они способны адекватно отвечать на уровень гликемии и могут послужить источником инсулин-продуцирующих клеток для заместительной клеточной терапии при диабете 1 типа. Клинические испытания не проводились, только лабораторные.

Таким образом, создание и трансплантация низкоиммуногенной линии клеток, способной к ингибированию аутоиммунного ответа за счёт снижения экспрессии бета-2-иммуноглобулина и повышения экспрессии PD-1/PD-L1 обещает быть перспективным в отношении излечения СД1 типа сразу по трём направлениям: 

1. профилактика у лиц с повышенным риском; 
2. терапия на ранних стадиях СД1 при достаточном количестве β-клеток;
3. выживаемость клеток аллотрансплантата без необходимости пожизненного подавления иммунного ответа (Киселёв С. Л., д.б.н., пленарная лекция “Современные клеточные технологии в эндокринологии”, VIII (XXVI) Национальный конгресс эндокринологов «Персонализированная медицина и практическое здравоохранение»).

Заключение. Трансплантационное лечение выглядело многообещающим на мышиной модели СД1, но при клинических испытаниях иммунный конфликт с β-клетками разрешить не удавалось. Оно эффективно для контроля глюкозы, но требует постоянной иммуносупрессивной терапии, от которой слишком много побочных эффектов, поэтому в широкую клиническую практику трансплантация поджелудочной железы или отдельных островков пока не вошла. 

Перепрограммирование клеток в инсулин-производящие путём изменения экспрессии генов происходит при помощи вирусных векторов, несущих в себе нужный ген. После инъекции в паренхиму поджелудочной железы или другого органа, он связывается со специфическими рецепторами на поверхности клетки-мишени и проникает в нее путем эндоцитоза, провоцируя синтез новых мРНК. 

Общие недостатки метода: малое количество перепрограммированных клеток, их недостаточно для обеспечения нужной экспрессии инсулина; сомнительная безопасность (есть вероятность образования вирулентной формы исходного вируса); высокий риск неадекватного иммунного ответа. Поэтому все исследования по данному методу в настоящее время проводятся только на мышах, хотя и показывают стабильно хорошие результаты. 

Коррекция иммунного ответа как самостоятельный метод показывает хорошие результаты в контексте профилактики и лечения недавнего СД 1 типа, тогда как на поздних стадиях недостаточно собственных β-клеток для секреции инсулина в соответствии с потребностями организма.

Наиболее перспективным в контексте воздействия на патогенез заболевания выглядит объединение иммунологических,  генных и клеточных методов, в чём заключается общемировая тенденция. Принципиальные задачи исследований заключаются в: 

1. увеличении количества клеток продуцирующих инсулин (β-клетки, трансформированные альфа-клетки поджелудочной железы, печёночные клетки, кишечные К-клетки) или 
2. усилении инсулинпродуцирующей активности сохранных β-клеток за счёт воздействия на экспрессию генов;  
3. достижении иммунологической толерантности к инсулин-продуцирующим клеткам путём инкапсуляции трансплантата, применением моноклональных антител, трансплантации низкоиммуногенных  клеточных популяций. 

Решая только одну из задач, существенного успеха в излечении сахарного диабета 1 типа достигнуть не удастся.

---

Злобина А.С. эксперт-аналитик RLEgroup, нутриционист (PTHEA).

Киселев С.Л. Заведующий лабораторией эпигенетики ФГБУ «ИОГен им. Н.И. Вавилова РАН» и лаборатории клеточных технологий ФГБУ «НМИЦ эндокринологии», профессор, доктор биологических наук.

Редактор — Рудов А.Г. Руководитель проекта СтопКома СД1.

Выполнено при поддержке 

Обзор выполнен при поддержке: 

Scientific Expert Group RLE

Барашков Евгений Владимирович