Un dispositivo celular regulará la glucemia en enfermos de diabetes tipo 1

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Una innovadora línea de investigación ha creado un dispositivo celular capaz de regular la glucemia. Los investigadores Francesc Posas y Eulàlia de Nadal, jefes del laboratorio de Señalización Celular, conjuntamente con Ricard Solé y Javier Macía, del laboratorio de Sistemas Complejos, del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (CEXS) de la UPF, han puesto la biología sintética al servicio de la investigación para el tratamiento de la diabetes tipo 1, en ​​colaboración con el Centro para la Innovación de la Diabetes Infantil del Hospital San Juan de Dios. Una tarea conjunta que llevan a cabo desde el 2012.

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Javier Macía informa que actualmente “estamos trabajando en dos líneas de trabajo en paralelo. Un innovador dispositivo celular regulador de la glucemia. Un sistema vivo que está formado por un conjunto de células de levadura (Saccharomy cerevisiae) no pancreáticas que han sido modificadas genéticamente y que tienen la capacidad de detectar niveles de glucosa del organismo modelo y secretar insulina o glucagón como respuesta ” y en paralelo, trabajamos también en la optimización del diseño del dispositivo” ha añadido.

“Estos dispositivos están integrados por componentes vivos. Hablan el mismo lenguaje de la vida”, comenta Macía

A diferencia de los componentes electrónicos, como comenta Macía, “estos dispositivos están integrados por componentes vivos. Hablan el mismo lenguaje de la vida”, lo que hace que esta tecnología tenga un potencial enorme de cara a posibles aplicaciones biomédicas.

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Un complejo procedimiento en fase de experimentación

La creación de un dispositivo celular regulador de la glucemia para el tratamiento de pacientes con diabetes del tipo 1 requiere:

Introducir en las células que actuarán como dispositivo los genes que harán que se conviertan en células vivas secretoras de insulina o de glucagón.

Identificar y reprogramar el sistema natural de las células para detectar y discriminar los niveles de glucosa del medio mediante un circuito genético que active la expresión de los genes de la insulina y del glucagón,  en función de los niveles de glucosa detectados.

Una vez creado este dispositivo, hay que estudiar su funcionamiento en un entorno fluctuante que simule el organismo de un individuo con diabetes. Los niveles de insulina y glucagón dependen de los niveles de glucosa del organismo, y al mismo tiempo, los niveles de glucosa del organismo dependen de los niveles de insulina y glucagón secretados por el sistema.

Imagen: UPF

Imagen: UPF

Para conseguir este objetivo se ha creado un innovador sistema informático experimental que describe el comportamiento de una persona diabética. Esto hace posible que los científicos experimenten los efectos del dispositivo celular regulador de la glucemia en un entorno virtual, como paso previo a una futura implementación en personas reales.

Una vez que las células y el ordenador están intercomunicados, el ordenador puede modificar los niveles de glucosa que detecta el dispositivo celular imitando los niveles que tendrá una persona con diabetes. Este innovador sistema experimental permite evaluar la funcionalidad de los dispositivos celulares y realizar cambios en su diseño con el fin de optimizarlo.

Como ha manifestado Macía, “a pesar de los resultados positivos obtenidos, aún queda mucho camino para que esta tecnología médica pueda ser aplicada a las personas diabéticas”. Por ejemplo, hay que investigar qué células humanas son las más adecuadas para implementar este sistema y saber cómo funcionará este nuevo sistema en individuos reales, los primeros de los cuales deberán ser modelos animales de laboratorio.