Los tratamientos contra la diabetes tipo 2 y la obesidad podrían empezar a parecerse más a la electrónica que a la medicina tradicional. Un equipo de investigadores de ETH de Zúrich desarrolló un implante subcutáneo capaz de transformar parte del exceso de glucosa en sangre en un compuesto que el cuerpo elimina por la orina. El mecanismo permite retirar parte del azúcar circulante y, en los experimentos con ratones, también se asoció con una reducción del peso corporal.
Conectado a un monitor continuo de glucosa, el dispositivo se activa cuando el azúcar supera cierto umbral y se detiene cuando vuelve al intervalo deseado. El sistema, llamado ECHO (electrocatalytic closed-loop health optimization), acaba de demostrar su potencial en ratones con diabetes y obesidad, en un estudio publicado en la revista Science.
En los experimentos, el dispositivo consiguió normalizar los niveles elevados de glucosa en aproximadamente una hora. Los investigadores comprobaron que las activaciones repetidas permitieron mantener el control glucémico durante seis semanas, sin episodios de hipoglucemia detectables. El implante, además, permaneció funcional durante todo ese periodo.
Al desactivar un gen, investigadores lograron que células de los conductos del páncreas adquirieran características de las células beta y produjeran insulina.
La clave del mecanismo está en una transformación química. La glucosa es uno de los principales combustibles que el cuerpo utiliza para obtener energía. Por eso, cuando los riñones la filtran, normalmente la recuperan y la devuelven al torrente sanguíneo, en lugar de eliminarla por la orina. ECHO busca cambiar ese destino. Mediante una reacción conocida como oxidación, una parte del dispositivo convierte la glucosa en gluconato, una molécula químicamente distinta que puede desecharse por los riñones. De esta manera, parte del azúcar que habría quedado disponible para el metabolismo deja de utilizarse o almacenarse y sale del organismo.
El chip subcutáneo hizo, además, que los ratones perdieran peso y presentaran menores concentraciones de triglicéridos en la sangre. Al mismo tiempo, aumentaron sus niveles de ácidos grasos libres y cuerpos cetónicos, dos indicadores relacionados con el uso de grasas como fuente de energía. Los resultados sugieren que retirar parte de la glucosa disponible puede modificar el metabolismo energético, aunque todavía es necesario determinar qué parte de la pérdida de peso se explica por este mecanismo y si el efecto podría reproducirse en humanos.
“El sistema funciona a un voltaje muy bajo, y nuestros experimentos no mostraron evidencia de daño tisular por efectos eléctricos o térmicos”, señaló Martin Fussenegger, uno de los principales autores del estudio, en un comunicado de prensa.
A diferencia de los tratamientos farmacológicos, ECHO no necesita células vivas ni enzimas para llevar a cabo su reacción principal. El dispositivo contiene un catalizador formado por nanocúmulos de oro decorados con partículas aun más pequeñas de platino, incorporados a una matriz porosa de grafito. Cuando recibe energía eléctrica, el material acelera la conversión de glucosa en gluconato. El sistema se alimenta de forma inalámbrica y permite regular la reacción mediante un circuito de control.ea
El circuito conecta el implante con un monitor continuo de glucosa. Según explica ETH de Zúrich, cuando el nivel de azúcar aumenta demasiado después de una comida, el sensor envía una señal por Bluetooth a un teléfono o reloj inteligente. El dispositivo conectado activa entonces el catalizador, que utiliza energía eléctrica para transformar la glucosa. Cuando los niveles descienden hasta el intervalo deseado, el sistema se apaga automáticamente.
Por ahora, ECHO no se ha probado en personas. Aunque los investigadores no detectaron efectos adversos importantes en los animales durante el seguimiento, todavía deben determinar si el implante puede funcionar de manera segura durante periodos prolongados, qué ocurre cuando la función renal está comprometida y cuáles son las consecuencias metabólicas de eliminar glucosa de forma continuada.
