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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Trasplante oxigenado contra la diabetes

Trasplante oxigenado - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

El pasado 14 de noviembre se celebraba el día internacional de la diabetes, y buenas son las razones para acordarnos de esta dolencia al menos una vez al año. Como sabemos, la diabetes es una enfermedad metabólica cuya prevalencia está aumentando. En 2010 había unos 285 millones de diabéticos en el mundo; para 2030 se teme que dicho número sea casi el doble.

La diabetes se caracteriza por una elevada concentración de glucosa en la sangre, causada bien por la deficiente producción de insulina por el páncreas, bien por la deficiente capacidad de responder a la presencia de esta hormona de las diversas células del organismo que deben hacerlo, entre las que se encuentran las musculares y las adiposas. En ausencia del funcionamiento correcto de la señal hormonal emitida por la insulina, las células no pueden activar los mecanismos moleculares necesarios para incorporar la glucosa a través de la membrana celular, ya que esta molécula es hidrófila (soluble en agua) y no puede atravesar sin ayuda las dos capas de lípidos que forman la membrana de todas las células. La glucosa se acumula así en la sangre, donde acaba por causar problemas cardiovasculares, renales, visuales y metabólicos.

Una de las razones más comunes de la pérdida de producción de insulina es el ataque autoinmune a las llamadas células beta de los islotes de Langerhans pancreáticos (un grupo de células en forma de esfera), que son las encargadas de producirla. Por alguna razón aún no del todo comprendida, el sistema inmune de algunas personas comete el error de considerar a estas células como enemigas, y las mata. Si esto sucede, la producción de insulina cesa y el paciente necesita inyectarse insulina diariamente para poder controlar aceptablemente sus niveles sanguíneos de glucosa.

SERIOS PROBLEMAS

Algunos pacientes diabéticos, sin embargo, debido a sus particulares características metabólicas o a otros factores, no pueden controlar adecuadamente sus niveles de glucosa con inyecciones de insulina, alimentación y ejercicio adecuados, etc. Estos pacientes son candidatos a otro tipo de terapia: el trasplante de islotes de Langerhans.

No obstante, esta terapia plantea varios problemas serios. El primero de ellos es la penuria de donantes en comparación con la población creciente de diabéticos. Además, una vez encontrado un donante compatible, es necesario seguir un estricto tratamiento con fármacos que inhiben al sistema inmunitario para impedir el rechazo, lo cual puede causar otros problemas, como infecciones. Por último, los islotes trasplantados sufren de un aporte inadecuado de oxígeno (hipoxia), ya que no están integrados de manera natural en el tejido pancreático. Si estos dos últimos problemas no pueden ser resueltos de manera satisfactoria, tarde o temprano, se produce la muerte de los islotes trasplantados y el resurgir de la enfermedad.

Para evitar esta situación, se ha experimentado con algunas ingeniosas estrategias. Por ejemplo, se ha intentado aislar a los islotes del ataque de las células del sistema inmune rodeándolos de una cápsula que los protege. El problema con esta estrategia es que, si bien puede resultar eficaz para evitar el ataque inmune, aumenta el riesgo de hipoxia y termina también por causar la muerte de las células que pretende proteger.

El problema de la hipoxia inducida por la cápsula protectora se ha intentado paliar por varios métodos, que incluyen la generación de oxígeno en el interior de los islotes trasplantados por medios electroquímicos, o incluso mediante fotosíntesis. Sin embargo, hasta la fecha, ninguno de estos métodos ha sido capaz de garantizar un aporte suficiente de oxígeno en niveles fisiológicos y permitir una adecuada protección frente al sistema inmune.

INTELIGENTE SOLUCIÓN

Investigadores alemanes y estadounidenses han abordado este problema y han diseñado un dispositivo que alberga a los islotes de Langerhans y, simultáneamente, contiene un depósito de oxígeno que puede ser rellenado periódicamente. Los islotes se colocan en las partes superior e inferior de un cilindro, embebidos e inmovilizados en una especie de gelatina. Estos compartimentos se colocan en contacto con un compartimento cilíndrico central, hueco, formado por una membrana permeable al gas (similar a las lentillas correctoras de la visión permeables al aire). Este compartimento contiene oxígeno y también válvulas de entrada y salida para controlar su presión. El dispositivo se implanta en el abdomen por cirugía, si bien los tubitos para rellenar el oxígeno deben quedar fuera.

La gelatina que contiene a los islotes inmovilizados los protege del ataque inmunitario. Al mismo tiempo, es permeable a la glucosa, por lo que las células beta de los islotes detectan su concentración y producen insulina de manera acorde con ella. De hecho, el estudio durante diez meses de un paciente al que se había implantado este dispositivo demostró su eficacia para mantener niveles de glucosa más próximos a lo normal que los conseguidos mediante inyecciones de insulina. Además, durante ese tiempo, los islotes no resultaron atacados por las células inmunes y mantuvieron correcta su estructura. Estos estudios han sido recientemente publicados en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos.

Aunque estos avances no suponen una cura definitiva para la diabetes, sí representan una nueva esperanza de que, con tesón, con ingenio, con investigación y con inteligencia, alguna vez, en alguna parte del mundo (tal vez incluso en España) algún equipo de brillantes científicos dará con la cura para esta enfermedad.

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