Una nueva técnica basada en nanotecnología para regular el azúcar en sangre en diabéticos puede brindar a los pacientes la capacidad de liberar insulina sin dolor mediante un pequeño dispositivo de ultrasonido. permitiéndoles pasar días entre inyecciones, en lugar de usar agujas para administrarse múltiples inyecciones de insulina cada día. La técnica fue desarrollada por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.

"Se espera que este sea un gran paso para brindarles a los diabéticos un método más indoloro para mantener niveles saludables de azúcar en sangre, "dice el Dr. Zhen Gu, autor principal de un artículo sobre la investigación y profesor asistente en el programa conjunto de ingeniería biomédica en NC State y UNC-Chapel Hill.

La técnica consiste en inyectar nanopartículas biocompatibles y biodegradables en la piel de un paciente. Las nanopartículas están hechas de ácido poli (láctico-co-glicólico) (PLGA) y están llenas de insulina.

Cada una de las nanopartículas de PLGA recibe un recubrimiento cargado positivamente hecho de quitosano (un material biocompatible que normalmente se encuentra en las conchas de camarón), o un recubrimiento cargado negativamente hecho de alginato (un material biocompatible que normalmente se encuentra en las algas). Cuando la solución de nanopartículas recubiertas se mezcla, los recubrimientos cargados positiva y negativamente se atraen entre sí por la fuerza electrostática para formar una "nano-red". Una vez inyectado en la capa subcutánea de la piel, esa nano-red mantiene unidas las nanopartículas y evita que se dispersen por todo el cuerpo.

Las nanopartículas de PLGA recubiertas también son porosas. Una vez en el cuerpo la insulina comienza a difundirse desde las nanopartículas. Pero la mayor parte de la insulina no se aleja mucho:está suspendida en un depósito de facto en la capa subcutánea de la piel por la fuerza electrostática de la nano-red. Básicamente, esto crea una dosis de insulina que simplemente espera ser administrada al torrente sanguíneo.

Cuando un paciente tiene diabetes tipo 1 o diabetes tipo 2 avanzada, su cuerpo necesita insulina adicional, una hormona que transporta glucosa (o azúcar en sangre) desde el torrente sanguíneo hasta las células del cuerpo. Estos pacientes con diabetes deben inyectarse insulina según sea necesario para asegurarse de que sus niveles de azúcar en sangre estén en el rango "normal". Sin embargo, estas inyecciones pueden ser dolorosas.

Usando la nueva tecnología desarrollada por el equipo de Gu, un paciente con diabetes no tiene que inyectarse una dosis de insulina, ya está allí. En lugar de, los pacientes pueden usar un pequeño, Dispositivo de mano para aplicar ondas de ultrasonido enfocadas al sitio de la nano-red, liberando sin dolor la insulina de su reservorio de facto al torrente sanguíneo.

Los investigadores creen que la técnica funciona porque las ondas de ultrasonido excitan burbujas de gas microscópicas en el tejido, interrumpiendo temporalmente la nano-red en la capa subcutánea de la piel. Esa disrupción separa las nanopartículas, relajando la fuerza electrostática que se ejerce sobre la insulina en el depósito. Esto permite que la insulina comience a ingresar al torrente sanguíneo, un proceso acelerado por el efecto de las ondas de ultrasonido que presionan la insulina.

"Sabemos que esta técnica funciona, y creemos que así es como funciona pero todavía estamos tratando de determinar los detalles precisos, "dice el Dr. Yun Jing, profesor asistente de ingeniería mecánica en NC State y coautor correspondiente del artículo.

Cuando se quita la ecografía, la fuerza electrostática se reafirma y vuelve a juntar las nanopartículas en la nano-red. Las nanopartículas luego difunden más insulina, rellenar el depósito.

"Hemos realizado pruebas de concepto en ratones de laboratorio con diabetes tipo 1, "Gu dice." Descubrimos que esta técnica logra una rápida liberación de insulina en el torrente sanguíneo, y que las nano-redes contienen suficiente insulina para regular los niveles de glucosa en sangre hasta por 10 días ".

"Cuando se acaba la insulina, tienes que inyectar una nueva nano-red, "dice Jin Di, autor principal del artículo y Ph.D. estudiante en el laboratorio de investigación de Gu. "La nano-red anterior se disuelve y absorbe por completo en el cuerpo en unas pocas semanas".

"Este avance ciertamente dará a millones de personas con diabetes en todo el mundo la esperanza de que se avecinan días mejores, "dice el Dr. John Buse, director del Centro de Atención de la Diabetes de UNC-Chapel Hill y subdirector del Premio de Ciencias Clínicas y Traslacionales de los NIH de UNC-Chapel Hill. "Debemos trabajar para traducir estos emocionantes estudios en el laboratorio a la práctica clínica".