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Insulina inteligente
Mantener un control estricto sobre los niveles de azúcar en sangre es un desafío diario para las personas con diabetes: requiere un control constante y múltiples inyecciones de insulina todos los días. Ahora la empresa de biotecnología SmartCells , con sede en Beverly, MA, está desarrollando un medicamento que puede hacer la mayor parte del trabajo pesado en el control de la diabetes. El medicamento inyectable, llamado SmartInsulin, detecta niveles altos de glucosa y automáticamente dispensa insulina a pedido. A medida que descienden los niveles de glucosa, el fármaco se estabiliza y atrapa la insulina hasta el próximo pico de glucosa. Tal medicamento puede reducir la cantidad de inyecciones de insulina necesarias a una vez al día.
Disparos inteligentes: Un nuevo medicamento que detecta los niveles de glucosa y administra insulina a demanda puede reducir la cantidad de inyecciones diarias para los pacientes con diabetes. SmartInsulin funciona mediante una unión competitiva, en la que la insulina (líneas naranjas), unida a un grupo de azúcar (hexágonos naranjas), se une con una molécula de unión al azúcar (círculo azul) en solución. Cuando la glucosa (hexágonos azules) en el cuerpo es alta, compite con la insulina para unirse a las moléculas que se unen al azúcar, desplazando a la insulina y liberándola en el torrente sanguíneo según sea necesario.
Todd Zion , fundador y director ejecutivo de SmartCells, dice que dicho fármaco autorregulado también puede reducir el riesgo de hipoglucemia, un peligro potencial asociado con las terapias actuales para diabéticos. Con cualquier persona que tome insulina, encontrará que el riesgo más peligroso es una sobredosis accidental o no poder predecir cómo variará el azúcar en la sangre después de una comida, dice Zion. Desde el punto de vista del tratamiento, este [fármaco] eliminaría el riesgo de niveles peligrosamente bajos de azúcar en sangre.
Normalmente, las células beta del páncreas liberan la hormona insulina al torrente sanguíneo en respuesta a los niveles altos de glucosa. La hormona frena los niveles de glucosa al ayudar a las células del cuerpo a absorberla como combustible. En la diabetes, la producción de insulina se ve afectada, lo que conduce a niveles anormalmente altos de glucosa circulante. Eso da como resultado graves consecuencias, que incluyen visión borrosa, cambios en el metabolismo y pérdida repentina de peso.
Los pacientes con diabetes actualmente toman insulina a través de bolígrafos y jeringas tradicionales, que administran una sola dosis del medicamento, o mediante bombas de insulina, que brindan dosis bajas continuas durante todo el día y pueden administrar insulina durante períodos en los que no es necesaria. La alternativa de SmartCells es modificar químicamente la insulina de tal manera que la hormona activa se libere solo en presencia de una determinada concentración de glucosa. Por debajo de ese nivel, la insulina permanece unida e insoluble hasta el próximo pico de azúcar en sangre.
Zion desarrolló la tecnología mientras trabajaba como candidato a doctorado en el Laboratorio de Materiales Nanoestructurados del MIT, que está dirigido por el profesor Jackie Ying. En sus experimentos, Zion modificó la insulina uniéndola químicamente a un polímero biodegradable que contiene grupos de azúcar pegajosos. Luego lo mezcló en solución con una molécula de unión a azúcar que, en ausencia de otros azúcares, se une inmediatamente a los grupos de azúcar unidos a la insulina. A medida que más moléculas de unión se adhieren a una insulina más modificada, se forma una red que mantiene la insulina en su lugar. Cuando se agrega glucosa al sistema, empuja el grupo de azúcar pegajoso unido a la insulina fuera del camino, agarrándose a la molécula que se une al azúcar. Cuanta más glucosa hay, más insulina se elimina de la red, disolviéndose. Puedes ver cómo estas partículas se encogen y la insulina sale de ellas, dependiendo de la rapidez con que el azúcar del cuerpo las ataque, dice Zion.
La compañía ha probado el fármaco en cientos de roedores y recientemente realizó estudios en cerdos que no producen suficiente insulina, modelos que pueden parecerse más al entorno diabético en humanos. En los experimentos, los investigadores inyectaron el fármaco en animales diabéticos y siguieron con inyecciones de azúcar para simular una comida. Hicieron un seguimiento de las concentraciones de azúcar en sangre con monitores continuos de glucosa y también observaron la cantidad de insulina liberada en respuesta al aumento de glucosa. Hasta ahora, el equipo de Zion ha observado que el fármaco es capaz de detectar y adaptarse a los niveles fluctuantes de glucosa y administrar insulina según sea necesario, manteniendo estables las concentraciones y evitando las sobredosis de insulina que pueden provocar hipoglucemia. El grupo planea comparar la tecnología con los dispositivos de administración de insulina existentes en el futuro.
La idea de tener insulina que responda a la glucosa y recibir una inyección una vez al día, o cada tres o cuatro días, sería un avance maravilloso para los diabéticos, dice Michael Sefton , profesor de ingeniería química y química aplicada en la Universidad de Toronto. Esto podría permitirles controlar mejor el azúcar en sangre y hacer coincidir la administración de insulina con su necesidad de insulina. Si bien los datos iniciales parecen prometedores, dice Sefton, aún no está claro si el fármaco actúa lo suficientemente rápido como para ser eficaz en humanos.
Zion tiene como objetivo comenzar los ensayos clínicos en los próximos dos años. La semana pasada, SmartCells recibió $ 1 millón para financiar estudios de seguridad y eficacia en ensayos preclínicos con animales como parte de una asociación con el Fundación para la Investigación de la Diabetes Juvenil .
Antes de comenzar los ensayos clínicos, los investigadores deberán asegurarse de que el fármaco sea, en esencia, infalible, es decir, que no haya ninguna señal molecular aparte de la glucosa que pueda liberar innecesariamente insulina al torrente sanguíneo, dice Frederick Schoen , profesor de patología y ciencias y tecnología de la salud en la Escuela de Medicina de Harvard. Hay que evitar las ráfagas de insulina, que pueden ser peligrosas, dice Schoen. Es un concepto emocionante y debe perseguirse, pero muchas preguntas deben responderse a lo largo del camino.