Las personas con diabetes tipo I necesitan inyectarse varias veces al día insulina fabricada para mantener niveles saludables de la hormona, ya que sus cuerpos no producen suficiente cantidad de forma natural. Las inyecciones también deben programarse en respuesta a la alimentación y al ejercicio, ya que se debe controlar cualquier consumo o uso de glucosa.
La investigación sobre la insulina sensible a la glucosa, o insulina «inteligente», espera mejorar la calidad de vida de las personas con diabetes tipo I mediante el desarrollo de una forma de insulina que deba inyectarse con menos frecuencia y al mismo tiempo proporcione control de los niveles de glucosa en sangre durante un tiempo. período de tiempo. período de tiempo más largo.
Un equipo de la Universidad de Zhejiang en China lanzó recientemente un para estudiar documentar un sistema de insulina inteligente mejorado en modelos animales; el trabajo actual no implica ningún ensayo en humanos. Su insulina pudo regular los niveles de glucosa en sangre durante una semana en ratas y minicerdos diabéticos después de una única inyección subcutánea.
“Teóricamente, [smart insulin is] increíblemente importante en el futuro”, dijo Steve Bain, director clínico de la Unidad de Investigación de Diabetes de la Universidad de Swansea, que no participó en el estudio. «Sería un punto de inflexión».
jaula de polimero
La nueva insulina inteligente se basa en una forma de insulina modificada con ácido glucónico, que forma un complejo con un polímero mediante enlaces químicos y una fuerte atracción electrostática. Cuando la insulina queda atrapada en el polímero, su función de señalización se bloquea, lo que permite administrar insulina para una semana en una sola inyección sin riesgo de sobredosis.
Crucial para la naturaleza «sensible a la glucosa» de este sistema es el hecho de que las estructuras químicas de la glucosa y el ácido glucónico son extremadamente similares, lo que significa que las dos moléculas se unen de manera muy similar. Cuando la glucosa se encuentra con el complejo insulina-polímero, puede desplazar parte de la insulina unida y formar sus propios enlaces químicos con el polímero. La unión a la glucosa también interrumpe la atracción electrostática y promueve aún más la liberación de insulina.
Al unirse preferentemente al polímero, la glucosa es capaz de desencadenar la liberación de insulina. Y el alcance de esta liberación de insulina depende de la cantidad de glucosa presente: entre comidas, cuando el nivel de glucosa en sangre es bastante bajo, sólo se libera una pequeña cantidad de insulina. Esto se conoce como insulina basal y es necesaria para la regulación del azúcar en sangre basal.
Pero después de una comida, cuando aumenta el azúcar en sangre, se libera mucha más insulina. El cuerpo ahora puede regular adecuadamente el exceso de azúcar, evitando niveles anormalmente altos de glucosa, lo que se conoce como hiperglucemia. Los efectos a largo plazo de la hiperglucemia en humanos incluyen daño a los nervios de las manos y pies y daño permanente a la visión.
Este sistema imita el proceso natural del cuerpo, en el que también se libera insulina en respuesta a la glucosa.
Mejor regulación que la insulina estándar
La nueva insulina inteligente se probó en cinco ratones y tres minicerdos; los minicerdos se utilizan a menudo como modelo animal fisiológicamente más similar a los humanos. Uno de los tres minicerdos recibió una dosis ligeramente menor de insulina inteligente y los otros dos recibieron una dosis más alta. El cerdo que recibió la dosis más baja tuvo la mejor respuesta: sus niveles de glucosa en sangre se controlaron estrictamente y volvieron a un valor saludable después de las comidas.
Durante el tratamiento, los otros dos cerdos tenían niveles de glucosa aún por encima del rango observado en animales sanos, aunque estaban muy reducidos en comparación con los niveles previos a la inyección. La regulación de la glucosa en sangre también fue más estricta en comparación con las inyecciones diarias de insulina.
Cabe señalar, sin embargo, que el minicerdo con la mejor respuesta también tenía los niveles más bajos de glucosa en sangre antes del tratamiento, lo que puede explicar por qué pareció funcionar tan bien en este animal.
Lo más importante es que todos estos efectos fueron duraderos: se pudo observar una mejor regulación una semana después del tratamiento. Y la inyección de insulina inteligente en animales no resultó en una respuesta inmune significativa, lo que puede ser un error común al introducir biomateriales en animales o humanos.
No endulces
El estudio tiene sus limitaciones. Aunque se observó una regulación de la glucosa a largo plazo en las ratas y los minicerdos examinados, en el estudio sólo participaron unos pocos animales: cinco ratas y tres minicerdos. Y, por supuesto, siempre existe el riesgo de que los resultados de los estudios en animales no coincidan completamente con los ensayos clínicos en humanos. «Tenemos que aceptar que se trata de estudios con animales y, por lo tanto, pasar a los humanos siempre es un problema», dijo Bain.
Aunque se necesita más investigación antes de que este sistema inteligente de insulina pueda probarse en humanos, este trabajo es un paso prometedor en este campo.
Ingeniería Biomédica de la Naturaleza, 2023. DOI: 10.1038/s41551-023-01138-7
Ivan Paul es un escritor independiente radicado en el Reino Unido que está completando su doctorado en investigación del cáncer. Está en X @ivan_paul_.
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