Forskere i Trondheim arbeider med en kunstig bukspyttkjertel som skiller seg tydelig fra dagens insulinpumper. I stedet for å måle glukose og tilføre insulin i underhuden, ønsker forskerne å flytte begge funksjonene inn i bukhulen. Målet er raskere reaksjoner, mer fysiologisk insulinvirkning og en diabetesbehandling som i større grad kan styre seg selv.
Nøkkelpersoner i teamet
Teamet består av eksperter på tvers av fagfelt som medisinsk kybernetikk, endokrinologi, elektronikk og materialteknologi:
- Sven Magnus Carlsen: Professor i endokrinologi ved Institutt for klinisk og molekylær medisin og overlege ved St. Olavs hospital. Han leder forskningsarbeidet.
- Anders Lyngvi Fougner: Professor ved Institutt for teknisk kybernetikk som fungerer som koordinator for forskningsgruppen og leder den kybernetiske/matematiske modelleringen.
Artificial Pancreas Trondheim, APT, er en tverrfaglig forskningsgruppe ved NTNU og St. Olavs hospital. Gruppen samler fagfolk innen blant annet diabetesmedisin, teknisk kybernetikk, sensorteknologi, farmakologi og matematisk modellering.
Det langsiktige målet er å utvikle en sikker og robust kunstig bukspyttkjertel som kan regulere glukosen automatisk – helst uten at brukeren må oppgi måltider, beregne karbohydrater eller foreta stadige manuelle justeringer.
Dagens systemer arbeider i underhuden
Moderne automatiserte insulinsystemer består vanligvis av tre hoveddeler:
En glukosesensor måler glukosen i vevsvæsken under huden. En algoritme analyserer målingene og beregner insulinbehovet. Deretter tilfører insulinpumpen insulin gjennom en kanyle som også ligger i underhuden.
Dette har gitt store forbedringer for mange med type 1-diabetes. Systemene kan blant annet justere basaldosen, redusere insulin når glukosen synker og gi automatiske korreksjoner.
Men de har en grunnleggende begrensning: Både målingen og insulinvirkningen er forsinket.
Glukosen må først bevege seg fra blodet og ut i vevsvæsken før sensoren registrerer forandringen. Når pumpen tilfører insulin, må insulinet deretter tas opp fra underhuden og over i blodsirkulasjonen før det kan begynne å virke.
Ved et måltid kan glukosen derfor stige raskere enn systemet rekker å reagere. Dette er en viktig grunn til at dagens løsninger fremdeles vanligvis krever at brukeren oppgir karbohydratmengde og tar måltidsinsulin.
En dobbel intraperitoneal løsning
APT-forskernes alternative løsning kalles en dobbel intraperitoneal kunstig bukspyttkjertel, ofte forkortet DIAP.
Intraperitoneal betyr at noe befinner seg inne i bukhulen. Ordet «dobbel» viser til at forskerne ønsker å plassere både glukosemålingen og insulintilførselen der:
- Glukosesensoren måler glukosen i bukhulen.
- Insulinet tilføres direkte til bukhulen.
Hensikten er å redusere to av de største forsinkelsene i dagens systemer: forsinkelsen i glukosemålingen og forsinkelsen i opptaket av insulin.
Glukosesensoren kan oppdage endringer tidligere
Glukosenivået i væsken i bukhulen kan endre seg raskere enn glukosenivået i underhuden. Det gjør bukhulen interessant som målested for en kunstig bukspyttkjertel.
I forsøk på griser plasserte Trondheim-forskerne glukosesensorer flere steder i bukhulen og sammenlignet dem med sensorer under huden. Sensorene i bukhulen hadde i gjennomsnitt kortere tidsforsinkelse enn sensorene i underhuden.
Studien viste samtidig at signalene kunne variere, og at plassering, væske og kontakt mellom sensor og vev kan påvirke målingene. Forskerne understreket derfor at den praktiske og kliniske gevinsten fortsatt må dokumenteres.
Dette viser både potensialet og utfordringen: Det er ikke nok å flytte en vanlig glukosesensor inn i bukhulen. Det må utvikles en sensor som er stabil, nøyaktig og sikker over lang tid i dette miljøet.
Insulin i bukhulen kan virke raskere
Også insulintilførselen kan bli mer kroppslik når insulinet gis intraperitonealt.
Når en frisk bukspyttkjertel frigjør insulin, går mye av insulinet først til leveren gjennom portåresystemet. Leveren får dermed et tidlig signal om å redusere sin egen produksjon og frigjøring av glukose.
Insulin som settes i underhuden, går i større grad først ut i den generelle blodsirkulasjonen. Det gir en annen fordeling og en langsommere virkningsprofil.
Ved intraperitoneal tilførsel kan en større del av insulinet tas opp gjennom portåresystemet og nå leveren tidligere. Studier tyder på at insulinnivået da kan stige raskere etter en dose og også falle raskere tilbake. Det kan gjøre det lettere å håndtere raske glukosestigninger uten at det ligger igjen for mye aktivt insulin flere timer senere.
En systematisk gjennomgang ledet av forskere fra NTNU og St. Olavs hospital fant at kontinuerlig intraperitoneal insulintilførsel var forbundet med bedre samlet glukosekontroll enn kontinuerlig tilførsel under huden i de inkluderte studiene. Forskerne fant også lavere fastende insulinnivå og færre alvorlige episoder med både lav og høy glukose. Samtidig er behandlingen mer invasiv og kan medføre utfordringer knyttet til kateter, port, infeksjoner og teknisk drift.
Algoritmen binder systemet sammen
Mellom sensoren og pumpen ligger styringssystemet – selve «hjernen» i den kunstige bukspyttkjertelen.
Algoritmen mottar målinger fra glukosesensoren, vurderer hvor raskt glukosen beveger seg opp eller ned og beregner hvor mye insulin som bør tilføres. Deretter gjentas prosessen kontinuerlig.
Jo kortere forsinkelsen er mellom en glukoseendring, målingen og insulinvirkningen, desto bedre mulighet har algoritmen til å holde glukosen stabil.
Dette er bakgrunnen for at Trondheim-forskerne ikke bare forsøker å lage bedre programvare. De ønsker også å forbedre selve plasseringen av sensoren og hormontilførselen.
En svært avansert algoritme kan ikke fullt ut kompensere for et system som oppdager glukosestigningen sent og tilfører insulin som bruker lang tid på å virke.
Insulin og glukagon i samme system
APT har også arbeidet med en løsning som kan tilføre både insulin og glukagon.
Insulin brukes når glukosen er på vei opp. Glukagon kan brukes i små, kontrollerte doser dersom glukosen synker for mye. På denne måten får systemet både en «brems» og en «gass», slik en frisk bukspyttkjertel har.
I 2025 publiserte forskerne en preklinisk studie av et automatisk system som tilførte både insulin og glukagon intraperitonealt. Styringen ble testet i forsøk på griser, blant annet over fem dager i et våkent dyr. Resultatene viste at automatisk regulering med intraperitoneale hormondoser er mulig i en forsøksmodell, men dette var ikke en klinisk studie på mennesker.
Et ferdig system til mennesker vil kreve langt mer testing. Det må blant annet utvikles sikre porter og katetre, stabile sensorer, pålitelige pumper og algoritmer som oppdager feil før de kan bli farlige.
Hvor passer MicroGlucagon inn?
MicroGlucagon er en annen viktig forskningslinje innen Artificial Pancreas Trondheim.
Her undersøkes det om svært små mengder glukagon kan blandes med insulin som settes i underhuden. Glukagon kan øke den lokale blodgjennomstrømningen rundt injeksjonsstedet. Hensikten er dermed ikke først og fremst å øke glukosen, men å få insulinet til å bli tatt opp og virke raskere.
MicroGlucagon og den doble intraperitoneale bukspyttkjertelen forsøker derfor å løse noe av det samme problemet på forskjellige måter:
MicroGlucagon forsøker å gjøre subkutan insulinbehandling raskere. Den doble intraperitoneale løsningen forsøker å unngå mye av forsinkelsen ved å flytte både målingen og insulintilførselen inn i bukhulen.
I et bihormonelt intraperitonealt system kan glukagon dessuten brukes som et selvstendig hormon for å forebygge eller korrigere lav glukose. Dette må ikke forveksles med MicroGlucagon-konseptet, der mikromengder glukagon blandes med insulin for å påvirke det lokale insulinopptaket.
Målet er en behandling som passer inn i livet
Den største gevinsten ved en virkelig automatisk kunstig bukspyttkjertel handler ikke bare om pene glukosekurver.
Personer med type 1-diabetes må i dag ta en lang rekke små og store avgjørelser gjennom hele døgnet. Mat, aktivitet, stress, søvn, sykdom og hormoner kan påvirke insulinbehovet. Selv med gode sensorer og pumper krever behandlingen betydelig oppmerksomhet.
En kunstig bukspyttkjertel som måler raskere, tilfører insulin mer fysiologisk og kan regulere både oppover og nedover, kan redusere mye av dette arbeidet.
Visjonen er et system som oppdager et måltid gjennom glukoseutviklingen, reagerer raskt nok til å begrense stigningen og deretter reduserer insulintilførselen før glukosen blir for lav – uten at brukeren hele tiden må gripe inn.
Lovende forskning – men ikke ferdig behandling
Forsøkene fra NTNU og St. Olavs hospital viser at bukhulen kan være et interessant sted både for glukosemåling og insulintilførsel. Samtidig er inngrep i bukhulen mer kompliserte enn bruk av utstyr i underhuden.
Et framtidig system må være enkelt å leve med, ha lav infeksjonsrisiko og fungere stabilt over lang tid. Sensorer og katetre må tåle kroppens bevegelser og reaksjoner, og systemet må kunne oppdage blokkeringer, målefeil og teknisk svikt.
Den kunstige bukspyttkjertelen fra Trondheim er derfor fortsatt et forskningsprosjekt og ikke et produkt som er tilgjengelig for vanlig behandling.
Likevel representerer prosjektet en spennende og langsiktig tanke: Kanskje blir ikke framtidens kunstige bukspyttkjertel bare en bedre utgave av dagens insulinpumpe. Kanskje må både glukosemålingen og insulinet flyttes nærmere stedet der kroppens egen regulering foregår.