Fonte: AADE in Practice – 2016.
Autores:  Damian Bialonczyk,PharMD fellow; Kevork Ourfalian, PharMD fellow; Jennifer Goldman, PharMD, CDE, BCADM,FCCP;
Já se passou quase um século desde a descoberta da insulina e do seu papel na gestão de glicêmia em pacientes com Diabetes. Desde a sua descoberta inicial, melhorias significativas foram feitas na forma de administração desde seringas e canetas para injeção de insulina até a utilização de bombas de infusão contínua de insulina.

Fundamentalmente, no entanto, o Diabetes continua a ser uma doença em que os resultados e gestão estão quase exclusivamente nas mãos do paciente.

Apesar da disponibilidade comercial de bombas de insulina, monitorização contínua da glicose e insulina de ação rápida, os pacientes com Diabetes Tipo 1 continuam a lutar para atingir suas metas glicêmicas. O Diabetes continua a criar uma enorme carga de cuidados não só para os pacientes, mas também para os pais e cuidadores.

Felizmente, a gestão do Diabetes está à beira de uma revolução, uma verdadeira pacientes serão capazes de reduzir as ansiedades associadas com hipoglicêmia, dosagem de insulina e com as complicações a longo prazo. Esta descoberta vem na forma do pâncreas artificial, um avanço na tecnologia de gerenciamento de Diabetes que não só oferece uma solução para estes problemas, mas também fornece uma nova perspectiva sobre a nossa forma de ver e controlar o Diabetes hoje.

O Que é o Pâncreas Artificial?

O pâncreas artificial (PA) é um dispositivo que tenta automatizar a regulação da glicêmia em pacientes com Diabetes tipo 1.

No mínimo, um dispositivo PA combina um monitor contínuo de glicose (CGM), um sistema de bomba de infusão de insulina (bomba de insulina e conjunto de infusão), e um algoritmo de controle para interpretar e regular os níveis de glicose.

Com base nos valores detectados a partir do CGM, o algoritmo de controle calcula a quantidade necessária de insulina e sinaliza para a bomba de infusão a quantidade de insulina a ser infundida.

Dispositivos de pâncreas artificial mais complexos, tais como o “pâncreas biônico,” utilizam uma abordagem bi-hormonal para regulação da glicêmia e necessitam uma bomba de infusão separada para a infusão de glucagon. Na regulação bi-hormonal da glicose, o glucagon é utilizado para neutralizar os efeitos da insulina e aumentar os níveis de glicêmia, quando eles estão abaixo dos níveis de suspensão.

Em bombas de insulina com esta função, a infusão de insulina basal é interrompida durante 2 horas, se os níveis de glicêmia atingirem um valor pré-definido de queda de glicose.

Os pacientes que usam esses sistemas ainda precisam inserir manualmente suas doses basais e bolus de insulina.

Outro dispositivo de pâncreas artificial de primeira geração com suspensão “preditiva” para hipoglicêmia está atualmente disponível na Europa e deve estar disponível nos EUA em 2016 (MiniMed
640g). Estes dispositivos indentificam uma tendência de queda de glicêmia e suspendem automaticamente a infusão de insulina”. Um estudo ambulatorial de dispositivos PA de primeira geração,
publicado no New England Journal of Medicine, demonstrou melhorias significativas na regulação da glicêmia noturna e menos exposição à hipoglicêmia no grupo de intervenção.

Dispositivos de PA de segunda e terceira geração são sistemas de circuito fechado ou de sistemas fechados híbridos que requerem menos a interação do usuário do que os sistemas de primeira geração para funcionar com precisão. Estes dispositivos ainda não estão comercialmente disponíveis, mas estão atualmente sendo avaliados em ambiente de estudos clínicos.

O primeiro dispositivo de sistema fechado será lançado em 2017 pela empresa Medtronic.

Dispositivos de segunda e terceira geração diferem em termos de nível de sofisticação e automação. Dispositivos de segunda geração são uni-hormonal (ou seja,somente infundem insulina), enquanto os dispositivos de terceira geração são dispositivos bi-hormonais que podem infundir insulina e glucagon.

Dispositivos PA de segunda geração podem diferir entre si por seu nível de automação. A maioria dos dispositivos PA de segunda geração são sistemas de circuito fechado híbridos. Estes podem exigir que os usuários insiram sua razão de carboidratos, fator de correção, e o padrão de taxa basal, bem como sinalizar manualmente refeições e exercício. Outros dispositivos de segunda
geração são dispositivos mais adaptáveis (mas ainda com infusão apenas de insulina) que não requerem inuts regulares do usuário.

Dispositivos de segunda geração foram comparados com dispositivos de primeira geração no ambulatório e têm demonstrado eficácia na redução da hipoglicêmia,aumentando o tempo dentro da meta, e reduzindo os níveis médios de glicose, embora os resultados variem de dispositivo para dispositivo.

Dispositivos de terceira geração são fundamentalmente mais sofisticados do que os dispositivos de segunda geração porque eles utilizam a insulina e o glucagon para 256 regular os níveis de glicêmia.

Esta abordagem mimetiza melhor a ação fisiológica do pâncreas.

O dispositivo de investigação “pâncreas biônico” (comercialmente conhecido como iLet) é o exemplo mais amplamente reconhecido de um dispositivo bi-hormonal de terceira geração. O pâncreas biônico é um dispositivo totalmente automatizado e requer apenas o peso do usuário para inicialização. Em estudos clínicos envolvendo este dispositivo, as estimativas de refeição (típica, menos do que o normal,mais do que o normal) foram incentivados mas não são obrigatórias, uma vez que o pâncreas biônico é capaz de automaticamente adaptar as necessidades da dose de insulina com base em refeições anteriores.

Dispositivos bi-hormonais como o pâncreas biônico estão sendo estudados em ambiente hospitalar, ambulatorial e domiciliar e têm demonstrado vantagens significativas sobre as bombas
convencionais de insulina no que diz respeito à redução dos níveis médios de glicose, redução de hipoglicêmia, e aumento do tempo na meta glicêmica. O dispositivo iLet deve estar disponível comercialmente nos EUA em 2017.

Desafios Técnicos Atuais com os Dispositivos de Pâncreas Artificial 

Existem vários desafios notáveis que interferem com a viabilidade comercial do dispositivo de um sistema de circuito fechado confiável e eficaz.

Em primeiro lugar, manter a exatidão e confiabilidade dos componentes do CGM e do algoritmo controle do dispositivo é crítico para a regulação precisa da glicose. Embora a precisão dos sistemas CGM tenha melhorado, a precisão do sensor continua a ser uma grande preocupação porque os desvios na medida de glicêmia versus níveis de glicêmia reais e diferenças relativas de
50% ou mais ainda ocorrem. Como resultado, a imprecisão dos sistemas CGM pode levar a super ou sub-dosagem de insulina e pode desafiar a capacidade do dispositivo para regular com precisão os níveis de glicêmia. Além disso, a variabilidade inter e intra-paciente na absorção da insulina também pode interferir na precisão dos algoritmos de controle do dispositivo.

A falta de uma formulação estável e solúvel de glucagon aprovada pela FDA desafia a viabilidade da terceira geração, os dispositivos bi-hormonais. Atualmente, o glucagon está comercialmente disponível sob a forma de um pó para reconstituição e permanece estável durante apenas cerca de 8 horas em solução. Se estas formulações fossem usadas em dispositivos bihormonais,
os pacientes precisariam reconstituir e substituir o glucagon a cada 8 horas.

O processo de reconstituição repetida do glucagon é impraticável e economicamente inviável para os pacientes e, portanto, não seria adequado para um dispositivo PA. Até que uma nova formulação de glucagon possa ser desenvolvida, é provável que os dispositivos bi-hormonais sejam lançados inicialmente no mercado como dispositivos uni-hormonais (ou seja, apenas com infusão de insulina).

Além disso, não está claro que efeitos à longo prazo podem resultar da infusão contínua de glucagon. Estudos de longo prazo são necessários para avaliar esses potenciais efeitos. No entanto, novas formulações mais estáveis de glucagon estão atualmente em desenvolvimento.

Por último, bombas de insulina, bem como conjuntos de infusão possuem uma série de problemas mecânicos que levaram a recalls voluntários, hospitalizações e mortes de acordo com o banco de dados FDA MAUDE.

Uma vez que estes dispositivos são componentes fundamentais dos dispositivos PA, suas limitações também impactam sobre o funcionamento dos dipositivos. Além dos desafios técnicos discutidos aqui, podemos antecipar que alguns dispositivos PA podem enfrentar desafios com aprovação regulatória FDA, e também como os desafios financeiros e comercialização
antes de entrar com sucesso no mercado.

Como os Dispositivos de Pâncreas Artificial Irão Impactar as Práticas Atuais?

Perspectiva do Paciente

Dispositivos pâncreas artificial oferecem aos pacientes com Diabetes uma oportunidade de simplificar a sua gestão da doença. Se dispositivos seguros, eficazes e confiáveis se tornarem disponíveis comercialmente,seria razoável supor que haveria um impacto significativo sobre a prática atual.

Dispositivos de segunda e terceira geração devem eliminar a maior parte da carga de cuidados com que os pacientes com Diabetes tipo 1 convivem. Dispositivos automatizados que requerem mínima intervenção do utilizador ofereceriam uma opção segura de tratamento para pacientes.

Os pacientes que usassem um dispositivo bi-hormonal adaptável não precisariam contar regularmente carboidratos ou depender de fatores de sensibilidade à insulina e proporção de insulina/carboidrato para a gestão do Diabetes no dia-a-dia.

Todas estas funções seriam realizadas de forma automática. Ao contrário do que a terapia com bomba de insulina convencional, que requer a tomada de decisão consciente para seu uso,
dispositivos PA oferecem uma opção simples de gerenciamento.

Se dispositivos de circuito fechado se tornarem comercialmente disponíveis a um custo acessível, é razoável supor que os pacientes recém-diagnosticados com Diabetes tipo 1 seriam iniciados em um dispositivo AP ao invés de uma bomba de insulina convencional como de primeira linha na modalidade de tratamento.

Dispositivos PA automatizados seriam particularmente impactante em populações pediátricas e adolescentes e especialmente naqueles que carecem de exercício padronizado e rotinas alimentares.

Espera-se que utilização de dispositivos PA resulte em controle mais preciso da glicêmia, com maior tempo no intervalo alvo,menos episódios hipo e hiperglicêmicos, e em geral, menos complicações agudas, tais como CAD. É razoável especular que a incidência de complicações microvasculares a longo prazo, tais como retinopatia, nefropatia, e neuropatia, também possam
ser reduzidas com um dispositivo PA. Isso pode potencialmente resultar em pacientes com Diabetes tipo 1 que vivem mais tempo com uma melhor qualidade de vida. No entanto, seriam necessários ensaios clínicos de longo prazo para validar essa suposição.

Embora os dispositivos PA ofereçam uma opção de gestão hands-off, dispositivos bihormonais são sistemas intrinsecamente mais complicados do que as bombas convencionais de insulina e possuem mais componentes. Os pacientes que utilizam um dispositivo de terceira geração terão que ser instruídos na manutenção de cada componente do sistema. Isto irá incluir a substituição do reservatório de glucagon e conjunto de infusão de glucagon em intervalos regulares. Um dispositivo AP bihormonal como o pâncreas biônico ILet consolida e reduz o número de componentes independentes, utilizando uma bomba de câmara dupla, em vez de 2 bombas separadas para infusão de insulina e de glucagon. Isso pode minimizar esse trabalho ao paciente.

Perspectiva do Educator

Educadores em Diabetes estão na vanguarda em educar e preparar os pacientes para gerir sua doença com terapia com bomba de insulina. Educadores irão desempenhar um papel similar no
treinamento de pacientes sobre a utilização de um dispositivo PA.Os pacientes que usam um dispositivo PA terão que ser educados sobre as considerações não-metabólicas da terapia com bomba, especialmente solucionar falhas técnicas da bomba de insulina tais como dobras no conjunto de infusão, oclusão, vazamento e problemas de adesão. Os pacientes também precisam ser treinados sobre o local adequado da inserção, incluindo a prevenção da lipohipertrofia, rodízio de local adequado, minimizando o risco de infecção. Além disso, o uso regular de glucagon em um dispositivo de pâncreas artificial bi-hormonal pode resultar em reações adicionais no local de perfusão (previamente desconhecidas).

Embora os dispositivos de segunda e de terceira geração necessitem apenas um mínimo de entrada manual para seu funcionamento, educadores de Diabetes ainda precisarão treinar os pacientes sobre a gestão adequada do Diabetes no caso de avarias no dispositivo. Os pacientes devem continuar a ser treinados sobre a dosagem de insulina e contagem de carboidratos, e todos os pacientes devem ter uma boa compreensão dos fatores individuais de sensibilidade à insulina e proporção insulina/carboidrato.

Compreender as necessidades diárias de insulina e como gerenciar os níveis de glicose durante os períodos de maior estresse (por exemplo, dias de doença) vai continuar a ser uma habilidade crítica para a sobrevivência dos pacientes. Da mesma forma, os pacientes devem continuar a ser educados sobre administração de insulina, utilizando uma seringa convencional e frasco para minimizar qualquer impacto de falha técnica do dispositivo PA.

Conclusão

A disponibilidade comercial de um dispositivo de pâncreas artificial de circuito fechado terá um profundo impacto sobre a nossa forma de ver e gerenciar o Diabetes.

Sistemas de pâncreas artificial de circuitosimples não-fechado (primeira geração) já estão disponíveis comercialmente e trouxeram melhorias substanciais sobre a ocorrência de hipoglicêmia noturna. Os dispositivos de circuito fechado de pâncreas artificial de segunda e de terceira geração estão finalmente em fase final para comercialização.

São esperados que dispositivos AP automatizados sejam liberados no mercado dos EUA em 2017, e o futuro promete um controle mais preciso da glicose com muito mais conveniência e liberdade
para pacientes com DT1.