La insulina ‘inteligente’ de nuevo diseño podría mejorar considerablemente el tratamiento de la diabetes tipo 1

La vida con el tipo 1 diabetes es un acto de malabarismo de dieta, ejercicio y terapia con insulina para mantener niveles normales de azúcar en sangre. Si bien no hay escasez de soluciones en proceso para tratar de facilitar la vida de los diabéticos, un nuevo enfoque prometedor se centra en la insulina en sí.

Michael Weiss, un bioquímico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana en los EE. UU., Y sus colegas han vuelto al tablero de dibujo de la molécula de insulina, ajustando la estructura para responder a la presencia de un carbohidrato simple, con el objetivo de volver a conectar la molécula de insulina. activación de insulina con niveles internos de azúcar en sangre nuevamente.

Su modificación se centra en una característica ya incorporada en la forma de la molécu la: una ‘bisagra’ protectora que permite que la proteína funcione cuando está abierta, manteniéndola estable mientras está cerrada.

representaciones cerradas y abiertas de la estructura molecular de la insulina(Facultad de Medicina de IU, 2021)

Un nuevo diseño significa que la molécula de insulina solo se abre 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 por lo que solo activaba una muestra de células derivadas del hígado cuando se ‘activaba’ por la presencia de una cierta cantidad de azúcar.

Más una prueba de concepto que una terapia probada, la idea teóricamente funcionaría igual para que una ‘bisagra’ con forma de insulina se activara 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, por lo que la gente ya no tendría que preocuparse”. dice Weiss.

La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune que afecta a algunos 15 de cada 100.000 Gente alrededor del mundo. En efecto, el sistema inmunológico del cuerpo destruye las células del páncreas responsables de medir cantidades precisas de la hormona insulina de acuerdo con los niveles de glucosa que flotan en el suministro de sangre.

Si no se administran cantidades controladas de insulina por todo el cuerpo en el momento adecuado, las compuertas que normalmente canalizarían 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 en siglos pasados, esto habría significado trágicamente una muerte prematura. Afortunadamente, el destino de millones cambió con el descubrimiento de que la insulina podía purificarse e inyectarse artificialmente, haciendo crudamente el trabajo del páncreas en su nombre.

Es un remedio eficaz, pero no sin numerosos desafíos. El hambre del cuerpo por la glucosa está lejos de ser predecible, aumentando y disminuyendo los niveles aparentemente por capricho.

Sin suficiente insulina, los niveles de azúcar en sangre pueden permanecer altos en un estado de hiperglucemia, dando inicio a una letanía de síntomas que van desde sed excesiva hasta dolores de cabeza, visión borrosa y fatiga.

Sobrecargar su cuerpo con insulina y las células devoran rápidamente el suministro de glucosa de la sangre, lo que lleva a un estado de hipoglucemia. En formas leves, este bajo nivel de azúcar conduce a un exceso de sudoración, confusión, temblores e irritabilidad. En formas graves, la hipoglucemia aumenta el riesgo de convulsiones y, en ocasiones, incluso conduce a la muerte.

No importa el camino que tome, cuando la glucosa no es suficiente, el cuerpo se convierte en grasa como fuente de energía y produce cetonas como producto de desecho. Si estos se acumulan en cantidades suficientemente grandes, el resultado es una condición potencialmente peligrosa llamada cetoacidosis.

Los avances en el conocimiento y la tecnología ciertamente han ayudado a las personas a controlar sus niveles de azúcar para evitar resultados trágicos. Pero transformar la molécula de insulina en un sensor bioquímico en sí mismo podría crear un mecanismo a prueba de fallas que hace que la hormona sea ineficaz cuando el azúcar en la sangre cae por debajo de cierto punto.

“La razón por la que una insulina que responde a la glucosa es importante es que la mayor barrera 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”. dice Weiss.

El concepto está siendo explorado por otros investigadores. El año pasado, un equipo de científicos de la Universidad de Copenhague y la firma de biotecnología Gubra encontraron éxito en un enfoque similar, creando una forma de insulina con un grupo adjunto que se separaba en presencia de glucosa para hacer que la molécula fuera funcional.

Demostrado que funciona en ratas, es otra insulina automatizada potencial que algún día podría incorporarse a los tratamientos.

Es necesario que sucedan muchas cosas entre ahora y entonces. Si bien es eficaz en teoría, la hormona modificada debería ser lo suficientemente inteligente como para reconocer un umbral de glucosa muy específico.

2021 marca el centenario del descubrimiento de la insulina. En otros cien años, aquellos que enfrentan los desafíos de la diabetes tipo 1 podrían mirar hacia atrás en otro centenario, uno en el que la insulina se renovó un poco.

Esta investigación fue publicada en PNAS.

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