Innovadora molécula de insulina inteligente: evita alteraciones extremas de glucosa
En las pruebas con animales, la molécula redujo automáticamente los niveles de azúcar en sangre sin hacerlos descender demasiado.
Publicado originalmente por Diana Kwon, Nature, el 16 de octubre de 2024
Cristales de insulina. Un nuevo tipo de insulina puede modificar su actividad de acuerdo con los niveles de glucosa en sangre. Crédito: Antonio Romero/Science Photo Library
Los científicos han diseñado una nueva forma de insulina que puede activarse y desactivarse automáticamente en función de los niveles de glucosa en sangre. En animales, esta insulina «inteligente »1 redujo eficazmente las concentraciones elevadas de azúcar en sangre, al tiempo que evitaba que bajaran demasiado.
Para los diabéticos, controlar los niveles de azúcar en sangre es una tarea crucial, pero exigente. La insulina mantiene la glucemia bajo control y ayuda a prevenir las numerosas complicaciones a largo plazo asociadas a la hiperglucemia, como las enfermedades cardiovasculares, la insuficiencia renal crónica, los accidentes cerebrovasculares y la ceguera. Gran parte de los 422 millones de diabéticos del mundo necesitan inyectarse insulina.
Pero un exceso de insulina puede hacer que los niveles de azúcar en sangre desciendan demasiado, lo que se conoce como hipoglucemia, con el consiguiente riesgo de complicaciones graves, como pérdida de conciencia, convulsiones e incluso la muerte. Incluso una hipoglucemia leve o moderada puede provocar ansiedad, debilidad y confusión. Los diabéticos -sobre todo los de tipo 1, que siempre necesitan inyectarse insulina- pueden sufrir bajadas de las concentraciones de glucosa en sangre varias veces por semana, afirma Michael Weiss, bioquímico y médico de la Universidad de Indiana en Indianápolis. «Afecta mucho a 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 método habitual ha consistido en fabricar un compuesto que contenga depósitos que liberen insulina cuando aumenten las concentraciones de glucosa. Pero uno de los principales inconvenientes de este método es su irreversibilidad: una vez liberada la insulina, no se puede frenar.
Un interruptor sensible al azúcar
El último estudio, publicado hoy en Nature, sortea este problema modificando la propia insulina mediante componentes sensibles a la glucosa. Rita Slaaby, científica principal de la empresa farmacéutica Novo Nordisk en Bagsværd (Dinamarca), y sus colegas diseñaron 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 aumentan los niveles de glucosa en la sangre, el azúcar desplaza 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 ratas que habían recibido infusiones de glucosa para imitar los efectos de la diabetes. Comprobaron que la NNC2215 era tan buena como la insulina humana normal para reducir la glucosa en sangre cuando se inyectaba en los animales, y que era capaz de evitar el descenso de los niveles de glucosa en sangre que se producía con un tratamiento de insulina corriente. «Se trata de un estudio muy bueno y bien diseñado, en el que se han realizado todos los experimentos necesarios para validar su eficacia», afirma David Sacks, químico clínico de los Institutos Nacionales de Salud de Bethesda (Maryland). «Sin duda nos anima a seguir adelante con este enfoque».
La insulina modificada es la primera que se dirige a la glucosa, afirma Sacks. Weiss y sus colegas habían demostrado anteriormente que una molécula de insulina con un tipo similar de interruptor molecular era sensible a otra molécula de azúcar, la fructosa2.
Quedan algunas cuestiones por resolver sobre esta última molécula. Por un lado, el estudio analizó la actividad de la NNC2215 en un intervalo de niveles de glucosa en sangre más amplio que el que se observa normalmente en los diabéticos, por lo que futuros estudios deberán demostrar que la insulina también puede ser eficaz en un intervalo más estrecho, afirma Sacks. Otras consideraciones son la seguridad y el precio de esta molécula, señala Zhen Gu, ingeniero biomédico de la Universidad Zhejiang de Hangzhou (China). (El equipo de Gu también está diseñando una molécula de insulina sensible a la glucosa3).
Un portavoz de Novo Nordisk afirma que, aunque este estudio es una prueba de principio de las propiedades de la insulina sensible a la glucosa NNC2215, se está investigando más para optimizar la molécula.
Según Weiss, se está trabajando en otros fármacos de insulina inteligente, incluido uno que su propio equipo está diseñando con un planteamiento similar. En última instancia, el objetivo es generar un conjunto de fármacos de insulina inteligentes que permitan a los médicos individualizar las terapias para sus pacientes, añade.
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03357-7
Noticias y opiniones relacionadas: ‘Smart insulin switches itself off in response to low blood sugar’.
Referencias
- Hoeg-Jensen, T. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3 (2024).Article Google Scholar
- Chen, Y.-S. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 118, e2103518118 (2021).Article PubMed Google Scholar
- Zhang, J. et al. Nature Biomed. Eng. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).Article Google Scholar
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