Las personas con diabetes tipo 1 deben controlar su glucosa en sangre varias veces al día e inyectarse insulina para mantener sus niveles de azúcar en sangre dentro de un rango saludable. Una alternativa mejor, buscada durante mucho tiempo por los investigadores de la diabetes, sería la insulina diseñada paraen el torrente sanguíneo, volviéndose activo solo cuando es necesario, como justo después de una comida.
Un obstáculo para desarrollar este tipo de "insulina sensible a la glucosa" es que es difícil saber cómo se comportarán estos medicamentos sin probarlos en animales. Los investigadores del MIT han creado un modelo informático que debería agilizar el proceso de desarrollo: su nuevoEl modelo puede predecir cómo la insulina sensible a la glucosa GRI afectará el azúcar en sangre de los pacientes, basándose en características químicas como la rapidez con la que se activa el GRI en presencia de glucosa.
"El concepto de GRI ha sido un objetivo de larga data en el campo de la diabetes", dice Michael Strano, profesor de Ingeniería Química de Carbon P. Dubbs en el MIT. "Si se hace correctamente, puede lograr que los diabéticos puedan tomar unadosis y nunca tener que preocuparse por su nivel de azúcar en sangre ".
El nuevo modelo permitió a los investigadores identificar varios candidatos GRI sólidos, que ahora planean probar en animales.
Strano es el autor principal de dos artículos recientes sobre GRI, que aparecen en las revistas Química de la naturaleza y Materiales avanzados para el cuidado de la salud . El primer autor de ambos artículos es el estudiante graduado del MIT Naveed Bakh.
"Un diseño racional"
En los últimos años, los científicos han experimentado con varios tipos de GRI. En los últimos años Química de la naturaleza artículo, Strano y sus colegas describieron algunos de los avances logrados y presentaron una serie de enfoques sintéticos específicos que podrían ayudar a hacer de los GRI una realidad práctica. Estos incluyen el uso de modelos matemáticos del cuerpo humano para predecir cómo se comportarían los GRI enpacientes, lo que facilita el diseño y la prueba de dichos medicamentos.
en el Materiales avanzados para el cuidado de la salud documento, el equipo del MIT utilizó ese tipo de modelo para analizar la insulina que se modifica para que pueda interactuar con la glucosa. La insulina tiene moléculas llamadas PBA unidas a ella, y estas moléculas de PBA pueden unirse a la glucosa, que luego activa la insulina.
Otros enfoques de GRI que los científicos han probado involucran insulina incrustada en hidrogeles que liberan el fármaco cuando encuentran glucosa, y partículas portadoras de insulina hechas de polímeros que se degradan cuando se unen a la glucosa. En todos estos casos, es importante saber cómofuertemente la glucosa interactuará con el GRI y la rapidez con la que la insulina comenzará a actuar.
El equipo del MIT ideó ecuaciones que describen el comportamiento de la insulina modificada con PBA en función de parámetros como la fuerza con la que la glucosa se une al GRI y la rapidez con la que se activa la insulina. Combinaron estas ecuaciones con modelos existentes de cómo se comportan la glucosa y la insulina endiferentes compartimentos del cuerpo, como vasos sanguíneos, músculos y tejido graso.
"Empezamos pensando en el GRI como un conjunto de ecuaciones", dice Strano. "El resultado es el primer diseño racional para el GRI".
Como resultado, los investigadores ahora pueden ingresar rasgos GRI específicos y modelar cómo se comportará el GRI en el cuerpo humano durante un período de 24 horas, con las comidas consumidas en ciertos intervalos durante el día. El modelo predice cuánto azúcar en sangrepico después de las comidas, la fuerza de la respuesta de insulina desencadenada y el nivel de azúcar en sangre resultante.
Los investigadores incorporaron los límites de azúcar en sangre recomendados por la Asociación Estadounidense de Diabetes en su modelo, lo que les permitió determinar qué parámetros GRI producen control de azúcar en sangre dentro de las pautas sugeridas
Si bien este modelo es específico para una categoría de GRI, los investigadores planean aplicar este enfoque para desarrollar modelos similares para otros tipos de GRI.
Nuevos candidatos
Strano dice que espera que otros investigadores, particularmente los químicos medicinales, usen el nuevo modelo para guiar el desarrollo de nuevos candidatos GRI. El equipo del MIT también está buscando a varios de los mejores candidatos predichos por el modelo y planea trabajar con Michael Weiss,profesor de bioquímica en la Universidad Case Western Reserve, para probarlos en ratones.
Los investigadores creen que este enfoque podría extenderse a otros tipos de medicamentos que responderían a cambios en las condiciones fisiológicas, por ejemplo, anticoagulantes que se activan cuando las proteínas de coagulación sanguínea aumentan.
"Podríamos imaginar un futuro en el que esa sea la norma para todas las terapias: podríamos pedir a nuestros medicamentos que modulan su potencia en función de nuestra necesidad inmediata e instantánea en tiempo real", dice Strano. "Eso es un pastel en el cielo eneste punto, pero el punto de partida de este concepto es un modelo para su diseño. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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