Células modificadas para diabéticos que podrían acabar con las inyecciones

Una investigación de científicos norteamericanos podría acabar con la dependencia de los diabéticos respecto a la insulina inyectada gracias al trasplante de células beta del páncreas modificadas que son capaces de duplicar o triplicar la producción de insulina gracias a la luz.

Investigadores de la Universidad de Tufts (Estados Unidos) han trasplantado células beta del páncreas, modificadas genéticamente, en ratones diabéticos y han logrado que estas células dupliquen e incluso tripliquen la generación de insulina al exponerlas a la luz.

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Este estudio, publicado en 'ACS Synthetic Biology' y citado por Phys.org, puede ser un primer paso para controlar los niveles de glucosa en los humanos sin la necesidad de intervención farmacológica y evitando las molestas inyecciones que, hasta la fecha, son el método más común para introducir insulina en el organismo para los diabéticos.

Dependencia farmacológica

En la diabetes tipo 2, la forma más común de diabetes, las células del cuerpo no responden de manera correcta a la insulina y, como consecuencia, la glucosa en circulación puede llegar a ser peligrosamente alta (hiperglucemia) mientras que el páncreas no puede producir suficiente insulina para compensarlo. En la diabetes tipo 1, las células beta, que son las únicas células en el cuerpo que producen insulina, son destruidas por el sistema inmunológico resultando en la falta total de la hormona.

"Estamos usando la luz para encender y apagar un interruptor biológico"

Los tratamientos actuales incluyen la administración de medicamentos que mejoran la producción de insulina por células beta del páncreas, o la inyección directa de insulina para complementar el suministro producido naturalmente. En ambos casos, la regulación de la glucosa en sangre se convierte en un proceso manual, con la intervención de drogas o insulina llevada a cabo después de lecturas periódicas de los niveles de glucosa, a menudo conduce a picos y valles que pueden tener efectos dañinos a largo plazo.

Los investigadores de la Universidad de Tufts querían desarrollar una nueva forma de incrementar la producción de insulina manteniendo el importante vínculo en tiempo real entre la liberación de insulina y la concentración de glucosa en el torrente sanguíneo. Lo lograron aprovechando la "optogenética", un enfoque que se basa en que las proteínas cambian su actividad bajo demanda gracias a la luz.

Las células beta del páncreas diseñadas por estos científicos incluían un gen que codifica una enzima fotoactiva de adenilato ciclasa (PAC). Esta, a su vez, produce la molécula monofosfato de adenosina cíclico (CAMPO) cuando se expone a la luz azul, que a su vez aumenta la producción de insulina estimulada por la glucosa en la célula beta.

La producción de insulina puede aumentar de dos a tres veces, pero solo cuando la cantidad de glucosa en sangre es alta. A niveles bajos de glucosa, la producción de insulina sigue siendo baja. Esto evita un inconveniente común de los tratamientos para la diabetes que pueden sobrecompensar la exposición a la insulina y dejar al paciente con un nivel de azúcar en sangre dañino o peligrosamente bajo (hipoglucemia).

Mejor relación con la glucosa

Los investigadores descubrieron que el trasplante de estas células modificadas en ratones diabéticos condujo a una mejor tolerancia y regulación de la glucosa, una hiperglucemia reducida y niveles más altos de insulina plasmática cuando se sometieron a iluminación con luz azul.

"La respuesta es inmediata y la cantidad de oxígeno consumido por las células no cambia significativamente"

"Estamos usando la luz para encender y apagar un interruptor biológico", ha indicado Emmanuel Tzanakakis, profesor de ingeniería química y biológica en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts y uno de los autores del estudio. La luz azul simplemente cambia el interruptor de modo normal a modo de impulso.

"Hay varias ventajas en el uso de la luz para controlar el tratamiento", ha añadido Fan Zhang, otro de los autores. "Obviamente, la respuesta es inmediata, y a pesar del aumento de la secreción de insulina, la cantidad de oxígeno consumido por las células no cambia significativamente como muestra nuestro estudio. La inanición de oxígeno es un problema común en estudios que involucran células pancreáticas trasplantadas".