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Diabetes tipo 2: la nueva inyección de biopolímero puede ofrecer semanas de control de la glucosa
Mantener los niveles de glucosa en sangre lo más cerca posible de lo normal es importante para las personas con diabetes tipo 2, ya que reduce el riesgo de complicaciones graves. Sin embargo, a pesar de una larga lista de opciones de tratamiento, los pacientes todavía tienen problemas con el control de la glucosa, especialmente al elaborar dosis específicas de la comida. Los tratamientos que reducen las inyecciones se consideran una forma de superar este problema. Ahora, en un papel en Ingeniería Biomédica de la Naturaleza, los científicos describen una nueva inyección de biopolímero que potencialmente podría reemplazar las inyecciones diarias o semanales de insulina con una que solo se debe administrar una o dos veces al mes.
Los investigadores han descrito una nueva inyección que los pacientes con diabetes tipo 2 solo necesitan usar una o dos veces al mes.
La diabetes no tratada produce altos niveles de azúcar en la sangre o glucosa, que a largo plazo pueden provocar ceguera, enfermedad renal, enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular y amputación de extremidades inferiores.
La diabetes surge debido a un problema con la insulina, que es una hormona que se produce en el páncreas y que ayuda a las células a absorber la glucosa para que puedan usarla como energía.
En la diabetes tipo 1, el cuerpo no produce suficiente insulina, mientras que en la diabetes tipo 2, que representa del 90 al 95 por ciento de los casos de diabetes, no puede usarla adecuadamente.
Aunque la incidencia de la diabetes recién diagnosticada está empezando a disminuir en los Estados Unidos, sigue siendo un gran problema de salud pública que afecta a más de 29 millones de personas.
En 2013, los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) sugirieron que la diabetes era la séptima causa de muerte en los EE. UU. Y que más de una quinta parte de los costos de atención médica del país corresponden a personas diagnosticadas con diabetes.
En su estudio, los ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, explican que "a pesar de la larga lista de opciones de tratamiento", casi la mitad de los casos de diabetes tipo 2 en los EE. UU. "No se manejan adecuadamente".
Los investigadores sugieren que una de las razones de una tasa tan alta de fracaso en el tratamiento de la diabetes tipo 2 es que los pacientes luchan por seguir los regímenes de tratamiento, especialmente cuando se les exige que frecuentemente manejen dosis complicadas específicas de la comida.
Otra razón que dan es que muchos de los tratamientos ampliamente utilizados producen efectos secundarios no deseados, como aumentar el riesgo de hipoglucemia, conocido como hipoglucemia, o aumento de peso.
La liberación controlada sostenida es un desafío
Desde el punto de vista del desarrollo de fármacos, uno de los mayores desafíos en el tratamiento de la diabetes es que las demandas de insulina en el cuerpo siempre cambian.
Para abordar este desafío, ahora existen tratamientos para la diabetes tipo 2 que usan una nueva clase de medicamentos llamados agonistas del receptor del péptido 1 similar al glucagón (GLP1). Estos medicamentos usan GLP1, una molécula de señalización, para desencadenar la liberación de insulina en el páncreas.
Debido a que GLP1 no dura mucho en el cuerpo, los desarrolladores de fármacos han usado varias formas de extender su vida media, como la fusión con varios compuestos sintéticos y biológicos. Estos intentos han logrado extender la vida activa de la droga en el cuerpo humano durante hasta una semana.
Sin embargo, los investigadores señalan que a pesar de esta mejora, hasta ahora ninguno de los tratamientos actuales ha resuelto el problema de la efectividad del fármaco disminuyendo gradualmente con el tiempo.
El nuevo enfoque que los investigadores de Duke describen fusiona GLP1 con un biopolímero sensible al calor llamado polipéptido de tipo elastina. Sostenido en una solución, el medicamento biopolimérico se puede inyectar en la piel con una aguja normal.
Una vez que está en el torrente sanguíneo, el calor del cuerpo hace que el biopolímero forme un gel biodegradable que libera el fármaco lenta y constantemente, sin los "picos y valles" asociados con otras formas de administración de GLP1.
La inyección de biopolímero duró tres veces más que otros
Usando los resultados del trabajo previo en GLP1 para el control de la glucosa, el equipo probó diferentes diseños moleculares de la nueva solución de administración.
Finalmente encontraron un diseño del biopolímero que podría controlar los niveles de glucosa en ratones durante hasta 10 días con una sola inyección. Esta fue una gran mejora en los intentos previos, después de lo cual la liberación controlada solo duró 2 o 3 días.
En las pruebas con monos rhesus, el equipo descubrió que la formulación optimizada permitía controlar la glucosa durante más de 14 días a partir de una sola inyección. Además, el fármaco se liberó a un ritmo constante, sin "picos y valles", durante todo el período.
El autor principal Ashutosh Chilkoti, profesor de ingeniería biomédica en Duke, dice que "logró triplicar la duración de este medicamento de acción corta para la diabetes tipo 2, superando a otros diseños de la competencia".
En la actualidad, los pacientes que usan dulaglutida, el tratamiento de liberación controlada de mayor duración para la diabetes tipo 2, deben inyectarse a sí mismos una vez por semana. Los pacientes con tratamientos estándar de insulina deben inyectarse a sí mismos al menos dos veces al día.
El equipo ahora planea probar el biopolímero en otros animales e investigar cómo reacciona el sistema inmune a las inyecciones repetidas. También quieren saber qué tan bien funciona para la liberación controlada de drogas en otras áreas, como el control del dolor.
"Lo emocionante de este trabajo fue nuestra capacidad de demostrar que el fármaco podría durar más de 2 semanas en primates no humanos. Debido a que nuestro metabolismo es más lento que los monos y los ratones, el tratamiento teóricamente debería durar aún más en los humanos, así que esperamos que esta será la primera formulación quincenal o una vez al mes para las personas con diabetes tipo 2 ".
Primer autor Kelli Luginbuhl, Ph.D. estudiante en la Universidad de Duke
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