Nanogel para controlar la diabetes tipo 1

Un sistema extendido de liberación de insulina que comprenda un gel inyectable de nanopartículas podría algún día ayudar a los pacientes con diabetes tipo 1 a controlar su afección sin tener que someterse constantemente a pruebas de azúcar en la sangre e inyectarse insulina.
Diseñado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en los EE. UU., Una vez en el cuerpo, las nanopartículas detectan la concentración de glucosa en sangre y secretan automáticamente la cantidad adecuada de insulina para mantenerla en el nivel correcto.
Daniel Anderson, profesor asociado de ingeniería química, dirige el laboratorio que diseñó el nanogel. Él dice en un comunicado:
"La insulina realmente funciona, pero el problema es que las personas no siempre obtienen la cantidad adecuada. Con este sistema de liberación prolongada, la cantidad de droga secretada es proporcional a las necesidades del cuerpo."
Anderson, quien también es miembro del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer y el Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia del MIT, y sus colegas, escriben sobre el nanogel y cómo lo probaron en ratones, en un documento publicado en línea en la revista ACS Nano el 2 de mayo.
Los investigadores esperan que su sistema o algo así mejorará algún día la calidad de vida de las personas con diabetes tipo 1 para que no tengan que seguir pinchando los dedos para controlar sus niveles de azúcar en la sangre e inyectarse constantemente con insulina para descomponer cualquier exceso de azúcar.

Intentando crear un "páncreas artificial"

En efecto, el nanogel está diseñado para funcionar como las células de los islotes pancreáticos, que mantienen la glucosa en sangre en los niveles correctos secretando insulina y otras hormonas. Estas células se destruyen en personas con diabetes tipo 1.
Esta no es la primera vez que los investigadores intentan diseñar un sistema de "páncreas artificial" que administra insulina y otras hormonas automáticamente en respuesta a los niveles de glucosa.
Algunos de los sistemas que se están desarrollando usan bombas de infusión. Por ejemplo, a principios de este año, los investigadores de Montreal informaron tener cierto éxito con un páncreas artificial de doble hormona guiado por un algoritmo de dosificación inteligente.
Otro enfoque utiliza hidrogeles para medir y reaccionar a los niveles de glucosa, pero Anderson y sus colegas observan que estos responden lentamente o carecen de resistencia mecánica, lo que permite que la insulina se filtre cuando no debería.

Con su nanogel, el equipo del MIT pensó que podrían diseñar un sistema biocompatible robusto y más fácil de usar que pudiera responder más rápidamente a los cambios en el azúcar en la sangre.

Una nano-red inyectable que responde a la glucosa y libera insulina

La nanotecnología es un campo relativamente nuevo que está creciendo rápidamente a medida que los científicos aprenden a manipular la materia a escala atómica y molecular para crear materiales con propiedades notablemente variadas y nuevas.
El nanogel que el equipo del MIT ha desarrollado es una "red polimérica inyectable y degradable de ácido" que se ve y se siente como pasta de dientes. Contiene una mezcla de nanopartículas con carga opuesta que se atraen entre sí. Esto mantiene el gel unido y evita que las nanopartículas se desvíen una vez en el cuerpo.
Para hacer que el nanogel responda al aumento de la acidez, Anderson y sus colegas usaron dextrano, un polisacárido modificado. Cada nanopartícula en el gel contiene esferas de dextrano cargadas de insulina y una enzima que convierte la glucosa en ácido glucónico.
Las moléculas de glucosa pueden entrar y difundirse fácilmente a través del gel. Por lo tanto, cuando los niveles son altos, mucha glucosa pasa a través del gel y desencadena la liberación de la enzima que lo convierte en ácido glucónico. Esto aumenta la acidez, lo que desencadena la liberación de la insulina.

Las pruebas con ratones mostraron que es posible el control a largo plazo

Primero, los investigadores probaron el nanogel en tubos de ensayo con diferentes niveles de glucosa y mostraron que podía responder y liberar insulina.
Cuando lo probaron en ratones vivos, encontraron que una inyección del nanogel mantenía la glucosa en sangre normal, durante hasta 10 días.
"Una sola inyección de la nanorred red desarrollada facilitó la estabilización de los niveles de glucosa en sangre en el estado normoglucemiante (
Debido a que el nanogel está hecho principalmente de polisacáridos, es biocompatible y finalmente se degrada en el cuerpo.
El equipo ahora quiere ver si pueden alterar el gel para que responda más rápidamente a los cambios en los niveles de glucosa. Idealmente, quieren que reaccione a la misma velocidad que las células de los islotes en el páncreas: liberan insulina muy rápidamente una vez que detectan niveles elevados de azúcar.
Todavía queda trabajo por hacer antes de que el gel esté listo para pruebas en humanos. Por ejemplo, el equipo quiere mejorar la capacidad del gel para administrar y ajustar el mecanismo de dosificación para uso humano.
Los fondos de Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust y Tayebati Family Foundation ayudaron a financiar el estudio.
Escrito por Catharine Paddock PhD