Per i bambini con diabete di tipo 1, il rischio di sperimentare un grave episodio ipoglicemico è particolarmente comune e per i genitori, la minaccia che ciò accada nel cuore della notte è particolarmente spaventosa. Calorie improvvise e critiche di zucchero nel sangue possono passare inosservate durante la notte quando il bambino dorme, con conseguente coma e morte, un evento noto come "sindrome dei morti a letto".

"Un genitore può controllare i livelli di glucosio del proprio figlio prima che vada a letto e tutto sembra a posto, poi intorno alle 2 del mattino il loro livello di zucchero nel sangue è pericolosamente basso, vicino al livello comatoso, "ha detto Matteo Webber, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare presso l'Università di Notre Dame.

Webber ha ascoltato i genitori di bambini diabetici descrivere la paura di un episodio del genere:svegliarsi più volte a notte per controllare i livelli di glucosio e il panico delle situazioni di emergenza e portare di corsa i bambini in ospedale nel cuore della notte.

In situazioni gravi, le iniezioni di glucagone possono stabilizzare i livelli di glucosio nel sangue abbastanza a lungo da consentire ai genitori di ottenere cure mediche per il bambino. Ma in un nuovo studio, pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana , Webber sta ripensando all'uso tradizionale del glucagone come risposta alle emergenze somministrandolo come misura preventiva.

Nella ricerca, Webber e il suo team illustrano come hanno sviluppato con successo idrogel che rimangono intatti in presenza di glucosio ma si destabilizzano lentamente quando i livelli diminuiscono, rilascio di glucagone nel sistema, innalzamento dei livelli di glucosio.

"Nel campo dei materiali sensibili al glucosio, l'attenzione è stata in genere sulla gestione della somministrazione di insulina per controllare i picchi di zucchero nel sangue, " Webber ha detto. "Ci sono due elementi per il controllo della glicemia. Non vuoi che il tuo livello di zucchero nel sangue sia troppo alto e non vuoi che sia troppo basso. Abbiamo essenzialmente progettato un ciclo di controllo utilizzando un idrogel che si rompe quando i livelli di glucosio scendono per rilasciare glucagone secondo necessità".

I gel sono a base d'acqua con una struttura tridimensionale. Webber li descrive come aventi un'architettura a rete che ricorda un mucchio di spaghetti con glucagone "spruzzato" dappertutto. Secondo lo studio, nei modelli animali i gel si sono dissolti quando i livelli di glucosio sono scesi, alla fine si scompongono per rilasciare il loro contenuto di glucagone.

Idealmente in applicazioni future, i gel sarebbero somministrati ogni sera prima di andare a letto, Webber ha spiegato. "Se in seguito si è verificato un episodio ipoglicemico, tre o cinque ore dopo mentre il bambino dorme, allora la tecnologia sarebbe lì pronta per dispiegare il terapeutico, correggere lo squilibrio glicemico e prevenire un episodio grave".

Webber ha sottolineato che la ricerca è in fasi estremamente iniziali e che i genitori e le persone che vivono con il diabete di tipo 1 non dovrebbero aspettarsi di vedere una tale terapia disponibile a breve termine.

"Una delle grandi sfide è stata progettare l'idrogel per essere abbastanza stabile in presenza di glucosio e abbastanza reattivo in assenza di esso, " ha detto. Un'altra sfida è stata impedire al glucagone di fuoriuscire dalla struttura a rete dell'idrogel. Anche se alla fine il team ha avuto successo, Webber ha detto che spera di migliorare la stabilità e la reattività con ulteriori studi.