Para las personas con diabetes que dependen de la insulina, el control glucémico es un trabajo de tiempo completo. Pero, ¿qué pasaría si sus medicamentos pudieran hacer el trabajo por ellos, una insulina cuya actividad en el torrente sanguíneo responde a los niveles de glucosa en sangre y se ajusta en consecuencia?Un invento del distinguido profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana, Michael A. Weiss, MD, PhD, podría conducir a eso.
En un estudio innovador publicado en la revista revisada por pares PNAS , Weiss y su equipo describen el uso de un "interruptor" sintético que se puede abrir o cerrar con un simple sensor de azúcar. El estudio fue en parte en colaboración con Thermalin, Inc., una pequeña empresa de biotecnología que Weiss inició en 2008.
Su concepto explota un mecanismo natural, denominado "bisagra protectora", que está integrado en las insulinas de los vertebrados. La bisagra protectora es una característica estructural natural que evolucionó hace más de 500 millones de años para mantener la hormona estable en su estado cerrado, peroplegable y funcional en su estado abierto.
"La razón por la que una insulina que responde a la glucosa es importante es que la barrera más grande para el uso eficaz de la insulina, especialmente en la diabetes tipo 1, es el temor a las consecuencias de que el azúcar en sangre baje demasiado", dijo Weiss, quien también esla Cátedra del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular.
Consecuencias inmediatas de un nivel muy bajo de azúcar en sangre hipoglucemia puede incluir delirio, convulsiones o pérdida del conocimiento, y los episodios repetidos de hipoglucemia grave pueden causar deterioro cognitivo.Por otro lado, la hiperglucemia crónica hiperglucemia puede provocar ceguera, accidente cerebrovascular o amputación.Mantenerse en el rango deseado de glucosa en sangre es un delicado equilibrio al que se enfrentan los diabéticos insulinodependientes todos los días.
Pero Weiss dijo que prevé un futuro en el que las personas no tengan que elegir arriesgar su salud a largo plazo para protegerse de los peligros inmediatos de la hipoglucemia grave.
"La promesa de este tipo de insulina 'inteligente' es que transformaría el cuidado de la diabetes, por lo que la gente no tendría que preocuparse más", dijo Weiss. "Con nuestro invento, imaginamos que cuando el azúcar en sangre baja,la bisagra se cerraría. Pero habrá mucho trabajo por hacer para traducir nuestra prueba de principio en un producto aprobado por la FDA ".
En los 100 años transcurridos desde el descubrimiento de la insulina, su uso como tratamiento para la diabetes ha pasado por muchos cambios significativos. C. Ronald Kahn, MD, director académico del Joslin Diabetes Center en la Facultad de Medicina de Harvard, dijo que la glucosa-la insulina sensible podría ser la próxima.
"En el estudio reciente del laboratorio Weiss que aparece en PNAS, vemos un ejemplo de la siguiente fase emocionante del desarrollo de la insulina, a saber, el desarrollo de un análogo de insulina que, mediante la modificación química, puede detectar el nivel de azúcar presente en la sangre".dijo Kahn. "Si bien el análogo actual ha sido diseñado para detectar la fructosa, parece probable que este mismo enfoque se pueda utilizar para desarrollar análogos para detectar la glucosa. Queda por determinar si estos pueden ser lo suficientemente sensibles como para ser modulados por cambios dentro del rango fisiológico.determinado, pero si es así, esta sería una nueva herramienta importante en el manejo de la diabetes ".
En otros lugares se están desarrollando otros tipos de insulinas que responden a la glucosa. Lo que hace que la invención de Weiss sea única es su simplicidad. La bisagra sintética aprovecha los procesos naturales e introduce menos elementos externos o artificiales en comparación con otros enfoques.
Si bien su estudio utiliza fructosa como modelo representativo de un monosacárido como la glucosa, demuestra que el concepto de bisagra sintética de Weiss funciona. Su equipo ya está trabajando en candidatos a insulina sensibles a la glucosa que se abren y cierran en el nivel alto y bajo de glucosa deseado.umbrales, que son respectivamente de 70 a 180 miligramos por decilitro. Al reemplazar el sensor de fructosa por sensores de glucosa, una terapia de insulina revolucionaria puede estar más cerca de lo que pensamos.
El estudio mencionado anteriormente se titula "La inserción de un interruptor sintético en la insulina proporciona una regulación dependiente del metabolito de la activación del receptor de hormonas". Los autores contribuyentes incluyen a Yen-Shan Chen, PhD, Yanwu Yang, PhD, Balamurugan Dhayalan, PhD, Mark A. Jarosinski, PhD, y Deepak Chatterjee, PhD, de la Universidad de Indiana; Nelson B. Phillips, PhD, de la Universidad Case Western Reserve; Yule Liu, PhD, Laurie Broadwater, PhD, Thomas Hattier, PhD, y M. Dodson Michael, PhD, de Thermalin, Inc; y Michael C. Lawrence de la Universidad de Melbourne.
Este trabajo es apoyado en parte por subvenciones de la JDRF, Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust, y los Institutos Nacionales de Salud R01 DK040949 y R01 DK127761.
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