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Los tratamientos para la diabetes tipo 2 y la obesidad están dando un giro hacia la integración de la electrónica en lugar de depender únicamente de la medicina tradicional. Investigadores de ETH de Zúrich han creado un implante subcutáneo que tiene la capacidad de convertir parte del exceso de glucosa en sangre en un compuesto que se expulsa a través de la orina. Este innovador mecanismo no solo permite reducir la cantidad de azúcar en circulación, sino que también ha mostrado, en experimentos realizados con ratones, una asociación con la disminución del peso corporal.
El dispositivo, que se conecta a un monitor continuo de glucosa, se activa cuando los niveles de azúcar en sangre superan un umbral específico y se desactiva una vez que los niveles vuelven a un rango considerado normal. Este sistema, denominado ECHO (electrocatalytic closed-loop health optimization), ha demostrado su eficacia en ratones con diabetes y obesidad, según un estudio publicado en la revista Science.
Durante los experimentos, el dispositivo logró normalizar los niveles elevados de glucosa en aproximadamente una hora. Los investigadores observaron que las activaciones repetidas del implante permitieron mantener un control glucémico efectivo durante seis semanas, sin que se registraran episodios de hipoglucemia. Además, el implante mantuvo su funcionalidad a lo largo de todo este periodo.
La clave del funcionamiento de este mecanismo radica en una transformación química. La glucosa es uno de los principales combustibles que el cuerpo utiliza para obtener energía. Normalmente, cuando los riñones filtran la glucosa, la recuperan y la devuelven al torrente sanguíneo en lugar de eliminarla por la orina. El sistema ECHO busca cambiar este proceso. A través de una reacción conocida como oxidación, una parte del dispositivo convierte la glucosa en gluconato, una molécula que puede ser eliminada por los riñones. De este modo, parte del azúcar que normalmente estaría disponible para el metabolismo deja de ser utilizada o almacenada y se expulsa del organismo.
Además de regular los niveles de glucosa, el chip subcutáneo también provocó que los ratones experimentaran una pérdida de peso y presentaran menores concentraciones de triglicéridos en sangre. Simultáneamente, se observó un aumento en los niveles de ácidos grasos libres y cuerpos cetónicos, indicadores que están relacionados con el uso de grasas como fuente de energía. Estos resultados sugieren que la eliminación de parte de la glucosa disponible podría alterar el metabolismo energético, aunque aún es necesario investigar qué proporción de la pérdida de peso se debe a este mecanismo y si los efectos podrían replicarse en humanos.
"El sistema opera a un voltaje muy bajo, y nuestros experimentos no mostraron indicios de daño tisular debido a efectos eléctricos o térmicos", afirmó Martin Fussenegger, uno de los autores principales del estudio, en un comunicado de prensa. A diferencia de los tratamientos farmacológicos, ECHO no requiere células vivas ni enzimas para llevar a cabo su reacción principal. Este dispositivo incluye un catalizador compuesto por nanocúmulos de oro recubiertos con partículas aún más pequeñas de platino, que están integrados en una matriz porosa de grafito. Al recibir energía eléctrica, el material acelera la conversión de glucosa en gluconato. El sistema se alimenta de manera inalámbrica y permite regular la reacción a través de un circuito de control.
El circuito vincula el implante con un monitor continuo de glucosa. Según explica la ETH de Zúrich, cuando el nivel de azúcar en sangre se eleva excesivamente tras una comida, el sensor envía una señal mediante Bluetooth a un teléfono o reloj inteligente. El dispositivo conectado activa entonces el catalizador, que utiliza energía eléctrica para transformar la glucosa. Una vez que los niveles de azúcar descienden hasta el rango deseado, el sistema se apaga automáticamente.
Hasta el momento, ECHO no ha sido probado en seres humanos. Aunque los investigadores no encontraron efectos adversos significativos en los animales durante el seguimiento, aún deben establecer si el implante puede funcionar de manera segura durante períodos prolongados, qué sucede cuando la función renal está comprometida y cuáles son las implicaciones metabólicas de eliminar glucosa de forma continua.
Fuente original: WIRED Ciencia.
