Cristales de insulina. Un nuevo tipo de insulina puede ajustar su actividad en respuesta a los niveles de glucosa en sangre.Crédito: Antonio Romero/Biblioteca de Imágenes Científicas
Los científicos han diseñado una nueva forma de insulina que puede activarse y desactivarse automáticamente según los niveles de glucosa en sangre. En los animales, esta es la insulina “inteligente”.1 Reducir eficazmente las concentraciones elevadas de azúcar en sangre y al mismo tiempo evitar que los niveles bajen demasiado.
Para las personas que sufren de DiabetesControlar los niveles de azúcar en sangre es una tarea crucial pero difícil. La insulina mantiene la glucosa en sangre bajo control, lo que ayuda a prevenir muchas complicaciones a largo plazo asociadas con niveles altos de azúcar en sangre, como enfermedades cardiovasculares, enfermedades renales crónicas, accidentes cerebrovasculares y ceguera. Una gran proporción de personas con diabetes en todo el mundo, estimada en 422 millones de personas, necesitan inyecciones de insulina.
Pero el exceso Insulina Puede hacer que los niveles de azúcar en la sangre bajen demasiado, una condición llamada hipoglucemia, lo que pone a las personas en riesgo de sufrir complicaciones graves, como pérdida del conocimiento, convulsiones e incluso la muerte. Incluso la hipoglucemia leve o moderada puede provocar ansiedad, debilidad y confusión. Personas con diabetes, especialmente aquellas que la padecen. diabetes tipo 1Las personas que siempre necesitan inyecciones de insulina pueden experimentar caídas en las concentraciones de glucosa en sangre varias veces a la semana, dice Michael Weiss, bioquímico y médico de la Universidad de Indiana en Indianápolis. “Esto realmente perjudica la calidad de vida”.
Durante décadas, los investigadores han trabajado para desarrollar un sistema que pueda ajustar automáticamente la actividad de la insulina en función de la cantidad de glucosa en la sangre de una persona. Un enfoque común ha sido crear un compuesto que contenga un residuo que libere insulina cuando aumentan las concentraciones de glucosa. Pero el principal inconveniente de este método es su irreversibilidad: una vez que se libera la insulina, no se puede retener.
Interruptor sensible al azúcar
El último estudio publicado hoy en naturalezaSe soluciona este problema modificando la propia insulina utilizando componentes sensibles a la glucosa. Rita Salabi, científica principal de la compañía farmacéutica Novo Nordisk en Bagjesværd, Dinamarca, y sus colegas han diseñado una molécula de insulina con un interruptor que activa y desactiva su actividad en respuesta a los niveles de glucosa en sangre. Este interruptor consta de dos partes: una estructura en forma de anillo conocida como macrociclo y un glucósido, una molécula derivada de la glucosa. Cuando las concentraciones de glucosa en sangre son bajas, el glucósido se une al anillo, manteniendo la insulina en un estado cerrado e inactivo. Pero cuando los niveles de glucosa en sangre aumentan, el azúcar reemplaza al glucósido y cambia la forma de la insulina para que se active.
Los investigadores probaron la molécula de insulina, a la que llamaron NNC2215, en cerdos y ratones que recibieron infusiones de glucosa para imitar los efectos de la diabetes. Descubrieron que NNC2215 era tan buena como la insulina humana natural para reducir la glucosa en sangre cuando se inyectaba en animales, y que podía prevenir la caída en los niveles de glucosa en sangre que se producía con el tratamiento actual con insulina. “Es un estudio muy bueno, bien diseñado”, dice David Sacks, químico clínico de los Institutos Nacionales de Salud en Bethesda, Maryland. “Hicieron todos los experimentos necesarios para verificar que funcionaba”. “Ciertamente es alentador que valga la pena seguir este enfoque”.
La insulina modificada es la primera que se ha demostrado que se dirige a la glucosa, dice Sachs. Weiss y sus colegas habían demostrado previamente que una molécula de insulina con un tipo similar de interruptor molecular era sensible a otra molécula de azúcar, la fructosa.2.
Todavía quedan algunas preguntas sobre la última molécula. Por ejemplo, el estudio analizó la actividad de NNC2215 en un rango más amplio de niveles de glucosa en sangre que el que normalmente se observa en personas con diabetes, por lo que estudios futuros deberían demostrar que la insulina también puede ser efectiva en un rango estrecho, dice Sacks. Otras consideraciones incluyen la seguridad de la molécula y su precio, señala Chen Guo, ingeniero biomédico de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, China. (El equipo de Gu también está trabajando en el diseño de una molécula de insulina sensible a la glucosa.3.)
Un portavoz de Novo Nordisk dice que aunque este estudio es una prueba de principio de las propiedades de la insulina sensible a la glucosa de NNC2215, se están llevando a cabo más investigaciones para mejorar la molécula.
Weiss dice que hay varios otros fármacos de insulina inteligentes en proceso, incluido uno que su equipo está diseñando utilizando un enfoque similar. Añade que el objetivo final es producir una gama de insulinas inteligentes que permitan a los médicos personalizar los tratamientos para sus pacientes.