'Mini-insulina' de acción rápida toma prestados trucos del veneno de caracol marino

caracol cono

El veneno paraliza a los peces al causar fuertes caídas en sus niveles de azúcar en la sangre

La insulina ha demostrado ser una hormona invaluable y que salva vidas desde que se inyectó a los primeros enfermos de diabetes en la década de 1920, pero eso no significa que no haya margen para mejorar.

Los científicos de la Universidad de Utah han llegado a esto desde un ángulo interesante, inspirado en la naturaleza, tomando prestados elementos útiles del veneno de caracol cono para producir una potente "mini-insulina" híbrida que actúa mucho más rápidamente y podría hacer que como resultado el tratamiento de la diabetes sea mucho más eficaz.

La razón por la cual los investigadores de la Universidad de Utah fueron atraídos hacia el humilde caracol cónico como parte de su investigación se debe al astuto enfoque de la criatura para atrapar a su presa. Cuando observa una potencial comida, el molusco puede liberar columnas de cócteles venenosos que paralizan a los peces al causar fuertes caídas en sus niveles de azúcar en la sangre.

Esto se debe a una forma de insulina de acción rápida contenida dentro del cóctel, que induce un tipo de sedación hipoglucémica en los peces. La razón por la que actúa casi instantáneamente es porque al veneno de caracol cono le faltan los componentes de la insulina humana que hace que se agrupen las moléculas individuales. Esto significa que la insulina inyectada tiene que separarse antes de que pueda cumplir su función de mantener controlados los niveles de azúcar en sangre en pacientes con diabetes.

Por el contrario, el veneno del caracol cono viene preparado y listo para actuar. El mismo equipo de investigación descubrió en 2016 a través de experimentos de laboratorio que esta insulina de caracol cono era capaz de adherirse a los receptores de insulina humana, lo que aumenta la posibilidad de una forma de insulina de acción más rápida para tratar la diabetes. Pero quedaron algunos obstáculos clave.

Los investigadores tuvieron problemas cuando intentaron adaptar el veneno de caracol cono para su uso en humanos, descubriendo que no era tan potente como la forma tradicional de la hormona. El equipo supuso que una dosis tendría que ser de 20 a 30 veces más fuerte para reducir efectivamente los niveles de azúcar en sangre en un paciente humano.

Ahora el equipo informa otro avance significativo que parece superar esto. A través de sus continuos experimentos utilizando técnicas de biología estructural y química para estudiar la composición de la insulina de caracol cono, los científicos aislaron cuatro aminoácidos que ayudan a unirse al receptor de insulina. Luego diseñaron una versión de insulina humana sin los componentes que causan la aglomeración y con estos aminoácidos recién desenterrados incluidos.

El resultado fue lo que los científicos describen como la versión completamente funcional más pequeña del mundo de una hormona, que denominaron "mini-insulina". Las pruebas de laboratorio en ratas encontraron que esta insulina híbrida se unía a los receptores de insulina con tanta fuerza como la insulina humana, ofreciendo el mismo nivel de potencia y con una naturaleza de acción mucho más rápida.

"La mini-insulina tiene un tremendo potencial", dice Danny Hung-Chieh Chou, autor del estudio de la Universidad de Utah. "Con solo unas pocas sustituciones estratégicas, hemos generado una estructura molecular potente y de acción rápida que es hasta la fecha la insulina más pequeña y totalmente activa. Debido a que es tan pequeña, debería ser fácil de sintetizar, lo que la convierte en un candidato principal para el desarrollo de una nueva generación de terapias con insulina".

Si la insulina híbrida de acción rápida del equipo puede adaptarse para su uso en humanos, lo que implicará mucha más investigación, podría hacer que sea más eficiente el control de los niveles de azúcar en la sangre, al tiempo que disminuye el riesgo de complicaciones como la hiperglucemia.

"Ahora tenemos la capacidad de crear una versión híbrida de insulina que funciona en humanos y que también parece tener muchos de los atributos positivos de la insulina de caracol cono", dice Chou. "Ese es un paso importante en nuestra búsqueda para hacer que el tratamiento de la diabetes sea más seguro y efectivo".

La investigación fue publicada en la revista Nature Structural and Molecular Biology: A structurally minimized yet fully active insulin based on cone-snail venom insulin principles

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