Cuerpo

¿Insulina sin inyecciones? Desarrollan cápsula inspirada en la naturaleza

Valeria Román 07 / Feb / 19
El caparazón de la tortuga leopardo ha inspirado el diseño de una cápsula que administra insulina vía oral. El desarrollo está en fase de prueba y se publica hoy en la revista "Science"

La tortuga leopardo es una de las cuatro especies más grandes del mundo. Camina por algunos países de África. Pero su caparazón la vuelve extravagante: es de color amarillo con manchas negras, y tiene una forma piramidal. Esa particularidad del animal atrapó a un grupo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard, y los inspiró para diseñar una cápsula que permite administrar insulina por vía oral.

La innovación, que es el resultado de una investigación que se publica el 7 de febrero en la revista Science de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, podría reemplazar algún día a las inyecciones de insulina que pacientes con diabetes tipo 2 deben recibir diariamente. Hasta el momento, la búsqueda de materiales y dispositivos que posibiliten la administración de la insulina por la boca ha sido un gran desafío, porque el ambiente con ácidos del sistema digestivo hace que el producto se degrade sin cumplir con su función de bajar los niveles de azúcar en la sangre. Y las inyecciones por la piel desalientan a muchos pacientes.

Una esperanza para la epidemia de diabetes
Para México, donde la diabetes es la principal causa de muerte, la posibilidad de contar con la vía oral de administración de la insulina en el futuro sería de interés para muchas personas. Según la Federación Internacional de Diabetes, el 14,8% de los adultos en México tiene diabetes, y la epidemia no se detiene. Es la principal causa de demanda de atención médica en consulta externa y una de las principales causas de hospitalizaciones. El año pasado, un estudio liderado por Janneth Bermeo-Cabrera, del Departamento de Endocrinología y Metabolismo del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán de México, identificó que el 58% de los pacientes con diabetes no adhieren al tratamiento con insulina. Entre las razones de la falta de adherencia estaban la falta de recursos económicos para acceder al tratamiento, el temor a que la insulina le reduzca el azúcar en sangre en exceso, y el inconveniente de recibir inyecciones varias veces por día.

La cápsula inspirada en la tortuga leopardo se hizo para facilitar el tratamiento. Mide menos que una moneda, y contiene una pequeña aguja con insulina comprimida. La insulina se inyecta pero sólo cuando la cápsula ha llegado al estómago. A través de experimentos con cerdos, los investigadores de los Estados Unidos, Alex Ambranson, Ester Caffarel-Salvador, Robert Langer, y Giovanni Traverso, del Hospital Brigham & Women's , que depende de Harvard, e investigadores de la empresa Novo Nordisk, demostraron que podían administrar la cantidad de insulina que se necesita para bajar el azúcar en sangre a niveles comparables con los que se logran a través inyecciones en la piel.

Una pastilla inspirada en la naturaleza
Años atrás, Traverso, Langer y sus colegas habían desarrollado una píldora revestida por muchas pequeñas agujas, que se podía usar para inyectar drogas en el estómago o en el intestino delgado. Para la nueva cápsula, en cambio, los investigadores cambiaron el diseño. Sólo tiene una aguja, y eso evita que la droga sea inyectada dentro del estómago, donde sería destruido por los ácidos antes de producir el efecto esperado.
 
"Tenemos la esperanza de que este nuevo tipo de cápsula pueda algún día ayudar a las personas con diabetes y quizá a alguien que necesite terapias que ahora sólo se pueden dar por inyección o infusión”, dijo uno de los coautores del estudio, el científico Robert Langer, que es profesor en el Instituto David H. Koch, miembro del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Langer ya ha patentado más de 1.300 invenciones en el área de la biotecnología y la biomedicina.
 

 

Según la Federación Internacional de Diabetes, el 14,8% de los adultos en México tiene diabetes, y la epidemia no se detiene. Es la principal causa de demanda de atención médica en consulta externa y una de las principales causas de hospitalizaciones
Foto:Especial 

Dentro de la cápsula, la aguja es adosada a un resorte comprimido que está sostenido por un disco hecho de azúcar. Cuando la cápsula se ingiere, el agua en el estómago disuelve el disco de azúcar, y se inyecta la aguja dentro de pared estomacal.
 
Como la pared estomacal no tiene receptores de dolor, los investigadores consideran que los pacientes no sufrirían con esa inyección dentro del organismo. La cápsula está hecha con un sistema que hace que tenga capacidad para orientarse por sí misma. En ese punto en que los investigadores se inspiraron en la tortuga leopardo. Su caparazón abombado y alto le posibilita enderezarse si el cuerpo rueda sobre la espalda. Los científicos usaron un modelo computacional para desarrollar una variante de la figura de la tortuga en su cápsula. Esa forma hace que la cápsula se reoriente a sí misma incluso en el ambiente dinámico del estómago. Una vez que la punta de la aguja que viene dentro de la cápsula se inyecta dentro de la pared estomacal, la insulina se disuelve según un ritmo que puede ser controlado por los investigadores. En el estudio, tomó casi una hora que toda la insulina fuera liberada dentro del flujo sanguíneo.
 
En los experimentos con cerdos, los investigadores demostraron que podían entregar exitosamente hasta 300 microgramos de insulina. Más recientemente, fueron capaces de aumentar la dosis a 4 miligramos, que es comparable a la cantidad que un paciente con diabetes tipo 2 necesitaría para inyectarse. Después que la cápsula libera su contenido, puede pasar sin provocar daños a través del sistema digestivo. No se encontraron efectos adversos de la cápsula, que está hecha con un polímero biodegradable y componentes de acero inoxidable.

Estiman que la modalidad de administración con la cápsula de insulina podría ser usada para otros fármacos que se inyectan como los inmunosupresores que sirven para la artritis reumatoidea o para la enfermedad del intestino inflamado. También podría funcionar para ácidos nucleicos como ADN ó ARN. “Nuestra motivación es hacer que la toma de la medicación sea más fácil para los pacientes, particularmente en casos de medicamentos que requieren una inyección”, dijo Traverso. “El clásico es la insulina, pero hay muchos otros”. El dispositivo funcionó solo en animales en ayuno. Ellos subrayaron que se necesitará más investigación para determinar los efectos crónicos de las inyecciones gástricas diarias.

La investigación se hizo con fondos de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, la empresa Novo Nordisk, la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU., el Hospital Women & Brigham, la beca de Investigación Viking Olaf Bjork, y del Programa de Oportunidades de Investigación para estudiantes universitarios del MIT.
 
Dieta mexicana rica en ultraprocesados
Las personas con diabetes tipo 2 no producen suficiente insulina o no responden adecuadamente, por lo que no pueden movilizar la glucosa hacia el interior de las células. Esto produce una acumulación de la glucosa en la sangre y puede causar altos niveles de azúcar en la sangre (que se llama hiperglucemia). “Me parece que el desarrollo de la cápsula por vía oral que se publica en la revista Science podría ayudar a facilitar el acceso y la continuidad del tratamiento. Dependerá de que la cápsula demuestre eficacia y seguridad en los ensayos clínicos con seres humanos, y de que su costo no sea inalcanzable para las personas con diabetes que necesitan insulina en México”, dijo a Tangible el doctor Martín Silverman, ex investigador en el Departamento de Salud Pública de la Universidad Nacional Autónoma de México y coautor de varios trabajos sobre alimentación, y diabetes.
 
De acuerdo con el doctor Silverman, hay personas con diabetes que enfrentan problemas en el acceso al tratamiento y con su continuidad como tratamiento crónico. Sin insulina, el paciente puede seguir viviendo, pero la diabetes produce complicaciones de manera silenciosa a mediano y largo plazo. “Con el equipo de la doctora Laura Moreno Altamirano, hemos postulado que los cambios macroeconómicos que se llevaron a cabo en México a finales de los 80 y el ingreso al tratado de libre comercio con Estados Unidos, generaron cambios en la producción agropecuaria. Porque el país pasó a importar maíz y frijoles. Hubo cambios en la distribución del ingreso. Todo ello impactó fuertemente en los patrones alimentarios. Generó un cambio en la dieta tradicional que llevó al aumento importante del consumo de azúcares (en refrescos y panificados), aceites vegetales y alimentos ultraprocesados. Esos cambios han favorecido el aumento de la obesidad y la diabetes tipo 2 en la población”. 

Autor: Valeria Román
Periodista científica independiente. 2004-05 Knight Science Journalism Fellow at MIT. Escribe sobre ciencia, ambiente y salud para publicaciones como la revista Science (Estados Unidos), Nature (Inglaterra), Scientific American (Estados Unidos), Infobae.com (Argentina) y Periodismo en Salud de la Fundación Gabriel García Márquez para el Nuevo Periodismo Iberoamericano. Fue editora de ciencia y salud del diario Clarín de Argentina. Coautora del libro Darwin 2.0 La teoría de la evolución en el siglo XXI. Ha sido docente de periodismo científico en la Universidad de Buenos Aires y otras casas de estudios, y expositora en encuentros sobre periodismo y comunicación en Corea del Sur, Canadá, México, Qatar, Estados Unidos, Inglaterra, España, entre otros países. Fue vicepresidente de la Federación Mundial de Periodistas Científicos (2009-2011)