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La vida con diabetes tipo 1 es un acto de malabarismo con la dieta, el ejercicio y la terapia de insulina para mantener los niveles normales de azúcar en sangre. Aunque no faltan soluciones para intentar facilitar la vida de los diabéticos, un nuevo y prometedor enfoque se centra en la propia insulina.
Michael Weiss, bioquímico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana (EE.UU.), y sus colegas han vuelto a la mesa de dibujo de la molécula de insulina, modificando su estructura para que responda a la presencia de un carbohidrato simple, con el objetivo de volver a conectar la activación de la insulina con los niveles internos de azúcar en sangre.
Su modificación se centra en una característica ya incorporada a la forma de la molécula: una "bisagra" protectora que permite a la proteína funcionar cuando está abierta, manteniéndola estable mientras está cerrada.
Un nuevo diseño permite que la molécula de insulina sólo se abra en presencia de una "llave", como una simple molécula de azúcar.
Los experimentos llevados a cabo por Weiss y su equipo utilizaron el carbohidrato fructosa, demostrando que era posible manipular la insulina para que sólo activara una muestra de células derivadas del hígado cuando se "encendía" por la presencia de una determinada cantidad del azúcar.
Más una prueba de concepto que una terapia probada, la idea funcionaría teóricamente igual para que una "bisagra" con forma de insulina se activara en cambio en presencia de glucosa. El resultado abre el camino a un medio para suavizar gran parte de las conjeturas en el tratamiento de la diabetes.
"La promesa de este tipo de insulina 'inteligente' es que transformaría el cuidado de la diabetes, de modo que la gente no tendría que preocuparse más", dice Weiss.
La diabetes de tipo 1 es una enfermedad autoinmune que afecta a unas 15 de cada 100.000 personas en todo el mundo. En efecto, el sistema inmunitario del organismo destruye las células del páncreas encargadas de dosificar con precisión la hormona insulina en función de los niveles de glucosa que flotan en la sangre.
Sin cantidades controladas de insulina que se distribuyen por el cuerpo en el momento adecuado, las puertas que normalmente canalizan la glucosa hacia las células permanecen firmemente bloqueadas, cortando el combustible a los tejidos y órganos hambrientos de energía cuando más lo necesitan.
Para los diabéticos de siglos pasados, esto habría significado trágicamente una muerte temprana. Afortunadamente, el destino de millones de personas cambió con el descubrimiento de que la insulina podía purificarse e inyectarse artificialmente, haciendo el trabajo del páncreas en su lugar.
Es un remedio eficaz, pero no exento de numerosos problemas. El ansia de glucosa del cuerpo dista mucho de ser predecible, haciendo que los niveles suban y bajen aparentemente por capricho.
Sin suficiente insulina, los niveles de azúcar en sangre pueden permanecer elevados en un estado de hiperglucemia, desencadenando una letanía de síntomas que van desde la sed excesiva hasta los dolores de cabeza, la visión borrosa y la fatiga.
Si se sobrecarga el cuerpo con insulina, las células absorben rápidamente el suministro de glucosa de la sangre, lo que conduce a un estado de hipoglucemia. En las formas leves, este bajo nivel de azúcar provoca un exceso de sudoración, confusión, temblores e irritabilidad. En las formas graves, la hipoglucemia aumenta el riesgo de convulsiones y, en ocasiones, incluso provoca la muerte.
Sea como sea, cuando la glucosa no es suficiente, el cuerpo recurre a la grasa como fuente de energía, produciendo cetonas como producto de desecho. Si éstas se acumulan en cantidades suficientes, el resultado es una condición potencialmente peligrosa llamada cetoacidosis.
Los avances en el conocimiento y la tecnología han ayudado a las personas a controlar sus niveles de azúcar para evitar resultados trágicos. Pero transformar la molécula de la insulina en un sensor bioquímico en sí mismo podría tejer un mecanismo a prueba de fallos que haga que la hormona sea ineficaz cuando el azúcar en sangre descienda por debajo de un determinado punto.
"La razón por la que es importante una insulina que responda a la glucosa es que la mayor barrera para el uso eficaz de la insulina, especialmente en la diabetes de tipo 1, es el miedo a las consecuencias de que el azúcar en sangre baje demasiado", dice Weiss.
Este concepto está siendo explorado por otros investigadores. El año pasado, un equipo de científicos de la Universidad de Copenhague y de la empresa de biotecnología Gubra logró un enfoque similar, al crear una forma de insulina con un grupo unido que se rompía en presencia de glucosa para que la molécula fuera funcional.
Esta insulina, que ha demostrado funcionar en ratas, es otra posible insulina automatizada que podría incorporarse algún día a los tratamientos.
De aquí a entonces tienen que pasar muchas cosas. Aunque en teoría es eficaz, la hormona modificada tendría que ser lo suficientemente inteligente como para reconocer un umbral muy específico de glucosa.
En 2021 se cumple el centenario del descubrimiento de la insulina. Dentro de otros cien años, quienes se enfrentan a los retos de la diabetes de tipo 1 podrían recordar otro centenario, en el que la insulina se ha modificado un poco.
Fuentes, créditos y referencias:
Insertion of a synthetic switch into insulin provides metabolite-dependent regulation of hormone–receptor activation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (30): e2103518118 DOI: 10.1073/pnas.2103518118
Créditos a ScienceAlert