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La diabetes aumenta hasta ocho veces el riesgo de mortalidad cardiovascular en los jóvenes

Los niños, adolescentes y adultos jóvenes con diabetes presentan un riesgo hasta siete veces superior de sufrir un episodio de muerte súbita que sus homónimos sanos

     La diabetes es una enfermedad causada por la incapacidad del organismo de producir insulina –diabetes tipo 1– o de utilizar esta hormona de una forma adecuada –diabetes tipo 2–, lo que provoca que la sangre porte un exceso de glucosa que, a la larga, acaba dañando múltiples órganos de todo el cuerpo. El resultado es que los afectados –más de 422 millones de personas en todo el planeta según los datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS)– tienen un mayor riesgo de desarrollo de numerosas enfermedades, caso muy especialmente de las cardiovasculares. De hecho, un estudio llevado a cabo por investigadores del Rigshospitalet de Copenhague (Dinamarca) muestra que los niños, adolescentes y adultos jóvenes con diabetes presentan un riesgo hasta ocho veces mayor de morir por una patología cardiovascular que la población ‘sana’ de su misma edad. Pero, ¿a qué obedece este riesgo desproporcionado? Pues a la mayor probabilidad de fallecer por un episodio de muerte súbita, hasta siete veces superior en caso de padecer diabetes.

      Como explica Jesper Svane, director de esta investigación presentada en el marco de las Sesiones Científicas 2017 de la Asociación Americana del Corazón (AHA) que se  celebraron en Los Ángeles  si bien hemos avanzado mucho para ayudar a los pacientes a controlar su diabetes tipo 1 y tipo 2, la enfermedad aún se encuentra asociada a un mayor riesgo de muerte, especialmente en la población joven

Parada cardiorrespiratoria

     Las enfermedades cardiovasculares constituyen una de las principales complicaciones de la diabetes, hasta el punto de que suponen la primera causa de deceso entre las personas afectadas por esta enfermedad metabólica. Tal es así que la monitorización de los factores de riesgo cardiovascular, si bien necesaria en el conjunto de la población, cobra una importancia capital en el caso de los pacientes diabéticos. No en vano, infinidad de estudios han demostrado que el abordaje intensivo de estos factores tiene un beneficio muy significativo sobre la mortalidad cardiovascular asociada a la diabetes.

     Para llevar a cabo el estudio, los autores analizaron los historiales médicos de todos los ciudadanos daneses que contaban con una edad entre los 1 y los 35 años en el periodo 2000-2009 y entre los 36 y los 49 años en el periodo 2007-2009. Y lo que vieron es que, del total de 14.294 muertes registradas durante estos 10 años, 669 –esto es, el 5% del total– correspondieron a pacientes diagnosticados de diabetes –471 personas con diabetes tipo 2 y 198 con diabetes tipo 1.

     Los jóvenes con diabetes tienen un riesgo elevado de mortalidad, principalmente por un incremento de la probabilidad de sufrir un episodio de muerte súbita

     Lógicamente, no todos los decesos tuvieron una causa cardiovascular, por lo que los autores revisaron los certificados de defunción y los resultados de las autopsias para establecer cuántas muertes fueron provocadas por una enfermedad cardiovascular. Y de acuerdo con los resultados, las personas con diabetes y edades entre los 1 y los 49 años tuvieron una probabilidad hasta ocho veces mayor que sus homónimos sanos de fallecer por una patología cardiovascular, caso de la insuficiencia cardiaca y la aterosclerosis.

     Es más; los resultados también mostraron que los niños, adolescentes y adultos jóvenes con diabetes tienen un riesgo hasta siete veces superior de sufrir un episodio de muerte súbita, esto es, de morir por una parada cardiorrespiratoria repentina –situación que tiene lugar en hasta un 50% de todos los decesos asociados a las enfermedades cardiovasculares–. Como indican los autores, «los jóvenes con diabetes pueden tener un riesgo incrementado de muerte súbita debido a las anomalías causadas por la enfermedad en sus vasos sanguíneos».

No olvidarse de los jóvenes

     En definitiva, y si bien el porcentaje de pacientes con diabetes es significativamente superior en la población mayor, no debe en ningún caso descuidarse el seguimiento y abordaje de los factores de riesgo cardiovascular en los jóvenes con la enfermedad. Como apunta Jesper Svane, «a la luz de nuestros resultados, el control estricto y el tratamiento efectivo de los lípidos en sangre, de la presión sanguínea y de los niveles plasmáticos de glucosa también son muy importantes en los niños y jóvenes con diabetes».

     En este contexto, debe tenerse en cuenta de que el riesgo de muerte súbita varía notablemente entre las etnias, por lo que dado que hasta un 89% de los participantes evaluados en el estudio eran blancos, quizás los resultados no resulten aplicables en todos los países –caso, por ejemplo, de Estados Unidos, con una población étnicamente más diversa.

     Sea como fuere, concluye Jesper Svane, «nuestro trabajo destaca la importancia de la monitorización temprana y continua del riesgo cardiovascular en los niños y jóvenes con diabetes. Los médicos deben ser conscientes de que incluso los pacientes jóvenes con diabetes tienen un riesgo elevado de mortalidad, principalmente por un incremento de la probabilidad de sufrir un episodio de muerte súbita».

 

 

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Desarrollan una lentilla inteligente que monitoriza los niveles de glucosa de la diabetes

 

 

     Los afectados por la diabetes se ven abocados a monitorizar constantemente sus niveles de glucosa para comprobar que su tratamiento está funcionando; y para ello solo tienen que utilizar un glucómetro. Sin embargo, es posible que en un futuro próximo no haya que pincharse el dedo, una o varias veces al día, para esta monitorización del azúcar en sangre.

     Y esto será posible gracias a investigadores como los que forman un grupo del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (Corea del Sur), que han diseñado una lentilla inteligente capaz de medir los niveles de glucosa en las lágrimas.

     Según ha explicado Jihun Park, director de esta investigación publicada en la revista Science Advances, "nuestra tecnología, ya probada en conejos, es la primera en aplicar un dispositivo de visualización en una lente de contacto blanda para ver los niveles de glucosa. Una estrategia que podría utilizarse algún día para el cribado de la prediabetes y la monitorización diaria de la glucosa".

     El concepto de lentilla inteligente para el abordaje de la diabetes no es nuevo, pero este desarrollo presenta como novedad que la tecnología utilizada no requiere de las costosas herramientas o de los componentes frágiles utilizados en la actualidad en muchas lentes de contacto inteligentes, que pueden llegar a bloquear el campo de visión del usuario e, incluso, dañar el ojo.

     Además, estos síntomas suelen requerir por lo general un equipamiento voluminoso para medir las señales que envían los sensores de la lentilla. Por el contrario, la nueva tecnología podría utilizarse en un futuro próximo en el cribado de la prediabetes y la monitorización diaria de los niveles de glucosa en sangre.

     Con objeto de solventar estos problemas, los autores han desarrollado una lentilla que incluye nanosensores de glucosa transparentes y totalmente flexibles y unos circuitos inalámbricos de transferencia de energía... y lo que es más importante, un dispositivo de visualización capaz de cuantificar y mostrar en tiempo real los niveles de glucosa, eliminando así la necesidad de otros componentes, por lo general voluminosos, para esta medición.

     El dispositivo, totalmente inalámbrico, contiene una antena, un rectificador y una pequeña pantalla LED que responde a los cambios en los niveles de glucosa con la ayuda de un sensor de grafeno. De esta manera, cuando el sensor detecte un nivel de glucosa en la lágrima por encima del umbral considerado como normal, la luz de la pantalla LED se apagará alertando al paciente de la situación.

     Los autores la utilizaron en conejos, a los que provocaron continuas subidas de sus cifras de glucosa en sangre.... y de acuerdo con los resultados, la lentilla fue capaz de detectar todas y cada uno de estos episodios de hiperglucemia, y de alertar al animal de lo que estaba sucediendo.

     Las aplicaciones de esta tecnología van mucho más allá de la diabetes, ya que como concluye Jihun Park, "nuestro sistema puede ser aplicado a otras áreas como serían la administración de fármacos, la realidad aumentada o la monitorización de biomarcadores a través de un smartphone".

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Diseñadas células artificiales liberadoras de insulina para el tratamiento de la diabetes

 

     Células beta artificiales

     Una vez inyectadas, las nuevas células sintéticas son capaces de mantener unos niveles normales de glucosa en sangre durante más de cinco días

     La diabetes es una enfermedad caracterizada por la incapacidad del organismo de producir insulina o de utilizar esta hormona adecuadamente, lo que provoca que la sangre porte un exceso de glucosa que, a la larga, acaba dañando múltiples órganos de todo el cuerpo. En consecuencia, los afectados –más de 422 millones de personas en todo el mundo– se ven abocados a tomar tratamientos para controlar sus niveles de glucosa. Es el caso de los millones de pacientes que deben administrarse inyecciones de insulina, por lo general a diario. También de aquellos que recurren a las ‘bombas de insulina’, que si bien no son tan ‘dolorosas’ no están exentas de complicaciones y molestias. Sin embargo, puede que haya una alternativa mucho más inocua. Y es que investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (EE.UU.) han desarrollado células sintéticas que, de manera similar a como hacen las células beta de los islotes pancreáticos de forma natural, liberan insulina en la sangre cuando detectan un aumento de los niveles de glucosa.

     Concretamente, el estudio, publicado en la revista «Nature Chemical Biology» y llevado a cabo con modelos animales –ratones– de diabetes, demuestra que una única inyección de estas células beta artificiales es suficiente para lograr unos niveles normales de glucosa en sangre y mantenerlos durante cinco días. Un beneficio que, con objeto de evitar toda inyección dolorosa y según esperan los autores, también se conseguirá con la colocación de parches cutáneos cargados con estas células sintéticas.

     Como explica Zhen Gu, director de la investigación, «nuestro objetivo inmediato es optimizar estas células artificiales y evaluarlas en animales más grandes, desarrollar un parche cutáneo que actúe como sistema de liberación y, en último término, analizar su eficacia y seguridad en personas con diabetes».

 

     Células sintéticas

     El desarrollo de pastillas de insulina supone un auténtico reto para los investigadores. Y es que esta hormona es una molécula con un tamaño demasiado grande, por lo que cuando se administra por vía oral suele ser destruida por los ácidos y enzimas digestivos antes de que alcance el torrente sanguíneo. Sin embargo, el principal problema de los actuales tratamientos con insulina no es tanto que puedan o no administrarse oralmente, sino que no son capaces de inducir un control inmediato y eficiente de los niveles de glucosa. Algo que sí consiguen las células beta naturales. Tal es así que el trasplante de estas células podría ser la solución definitiva para la diabetes. El problema es que no funciona demasiado bien, pues a pesar de los tratamientos inmunodepresores, el sistema inmune del receptor suele destruir las células trasplantadas. Todo ello sin olvidar que el procedimiento es excesivamente caro y que el número de células disponibles para trasplante es mínimo.

     Nuestro proceso de fusión de vesículas para la liberación de insulina puede reproducir las funciones de las células beta pancreáticas naturales

     Para tratar de solventar todos estos problemas, los autores han diseñado unas células sintéticas que imiten la función de las células productoras y liberadoras de insulina: las células beta de los islotes pancreáticos. Para ello, han creado unas células con una doble membrana lipídica –una de las características celulares más universales– y las han llenado con unas vesículas especiales cargadas de insulina. Y estas vesículas, ¿qué tienen de ‘especiales’? Pues que cuando hay una elevación de la glucosa en sangre, sufren un cambio estructural que les fuerza a unirse a la membrana externa de la célula. El resultado es que la insulina acaba en el torrente sanguíneo.

     Como indica Zhaowei Chen, «esta es la primera demostración de que el uso de un proceso de fusión de vesículas para la liberación de insulina, proceso en el que se emplean unas vesículas con insulina como las que se encuentran en las células beta, puede reproducir las funciones de estas células beta a la hora de detectar los cambios en los niveles de glucosa y responder con una ‘secreción’ de insulina».

     Aún habrá que esperar

     Pero, estas células artificiales, ¿realmente funcionan? Pues para evaluarlo, los autores realizaron experimentos con placas de laboratorio con un exceso de glucosas y con modelos animales –ratones– manipulados para que carecieran de células beta pancreática. Y como destaca Zhen Gu, «los ratones pasaron de la hiperglucemia a la normoglucemia en solo una hora, tras lo cual mantuvieron estos niveles normales de glucosa en sangre durante más de cinco días».

     En definitiva, las nuevas células funcionan. Y de cara a su posible uso futuro en humanos, los autores están diseñando un parche que, aplicado sobre la piel, sea capaz de liberar la insulina cargada en las células tras detectar cualquier elevación de la glucosa sanguínea.

     Como concluye John Buse, «todavía hay mucho trabajo que hacer para optimizar esta estrategia con células artificiales antes de que pueda ser evaluada en estudios con humanos. Sin embargo, nuestros resultados de nuestro estudio, en el que describe el primer paso para solucionar los problemas de la diabetes empleando técnicas de ingeniería en lugar de bombas mecánicas o trasplantes, son ciertamente destacables».

 

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Imagen por inmunofluorescencia de una muestra de islote pancreático humano tratada con artemisina 

 

La artemisina induce que las células alfa de los islotes pancreáticos se transformen en células beta productoras de insulina

La diabetes tipo 1 es una enfermedad crónica causada por la destrucción por el propio sistema inmune de las células beta de los islotes pancreáticos, esto es, de las células responsables de la producción de insulina. En consecuencia, y dado la insulina es la hormona responsable de que las células capten la glucosa de la sangre para producir energía, el torrente sanguíneo acaba portando un exceso de glucosa, lo que acaba provocando daños en múltiples órganos del cuerpo. Por tanto, la clave para curar la enfermedad parece estar en lograr que el organismo ‘fabrique’ más células productoras de insulina. Un objetivo perseguido por infinidad de investigaciones desarrolladas en los últimos años, principalmente centradas en la creación de células beta pancreáticas a partir de células madre. Sin embargo, y como muestra un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores del Centro de Investigación de Medicina Molecular de la Academia Austríaca de Ciencias en Viena (Austria), es posible que ya contemos un medicamento para producir las ansiadas células productoras de insulina: la artemisina, utilizada desde hace décadas para tratar la malaria –o ‘paludismo’.

Como explica Stefan Kubicek, director de esta investigación publicada en la revista «Cell», «en nuestro trabajo hemos demostrado que la artemisina cambia el programa epigenético de las células alfa productoras de glucagón e induce alteraciones muy profundas en su función bioquímica».

De la ‘alfa’ a la ‘beta’

Los islotes pancreáticos –o islotes de Langerhans– constituyen el centro de operaciones del organismo para la regulación de los niveles de glucosa en sangre. Y para ello, contienen al menos cinco tipos de células especializadas entre las que destacan las células beta –productoras de insulina– y las células alfa –productoras de glucagón, hormona con un efecto contrario al de la insulina, es decir, que eleva los niveles de glucosa en sangre–. Sin embargo, la cantidad de células alfa y beta en los islotes es flexible, y estudios previos han demostrado que las células alfa pueden transformarse en beta cuando la pérdida de estas últimas es excesiva. Y exactamente, ¿cómo se lleva a cabo esta transformación? Pues parece que hay un gen denominado ‘Arx’ que se encuentra en el meollo de todo este cambio.

Como refiere Stefan Kubicek, «‘Arx’ regula muchos genes cruciales para el funcionamiento de las células alfa. Y como muestra nuestro estudio, la inactivación de ‘Arx’ da lugar a la transformación de células alfa en células beta».

La artemisina y su mecanismo de acción pueden suponer la base de una terapia completamente nueva para la diabetes tipo 1Stefan Kubicek

Concretamente, los autores emplearon un modelo animal –ratones– al que manipularon genéticamente para eliminar el gen ‘Arx’. Y lo que vieron es que la ausencia del gen provocó que muchas células alfa se convirtieran en beta. Pero, ¿no podría ser que esta transformación requiera además de otros factores, caso de la liberación de señales por otras células del páncreas o de cualquier otro órgano? Pues no. Los autores también desarrollaron cultivos especiales de células alfa y de células beta totalmente aisladas de su entorno fisiológico. Y una vez más, vieron que la pérdida de ‘Arx’ era totalmente suficiente para inducir la transformación.

El siguiente paso fue utilizar los cultivos de células alfa y beta y ‘bombardearlos’ con múltiples fármacos para ver si alguno provocaba la ansiada transformación. Y de acuerdo con los resultados, el antipalúdico artemisina provoca el mismo efecto que la pérdida de ‘Arx’.

Los autores analizaron en profundidad el mecanismo molecular de la artemisina para convertir a las alfa en beta, y lo que vieron es que el fármaco se une a una proteína llamada ‘gefirina’ que activa los receptores de ácido γ-aminobutírico (GABA), responsables de la activación e inhibición de múltiples señales celulares. El resultado final es que se producen una serie de reacciones que dan lugar a la producción de insulina. De hecho, un segundo estudio publicado en el mismo número de la revista por Patrick Collombat, también co-autor de la presente investigación, muestra que la inyección de GABA en modelos animales –ratones– también induce la transformación de células alfa en beta.

Peces, roedores y humanos

Finalmente, los investigadores administraron artemisina en distintos modelos animales vivos –peces cebra, ratones y ratas– con diabetes tipo 1 para ver si su efecto no se limitaba a los cultivos celulares en placas de laboratorio. Y, efectivamente, pudieron constatar que en todos estos animales se produjo un aumento de la masa de células beta y una mejora del control de los niveles de glucosa en sangre.

Obviamente, el objetivo no es curar a los animales con diabetes, sino a los seres humanos. Pero dado que las dianas moleculares de la artemisina en los peces y roedores son muy similares a las de los humanos, puede esperarse que su efecto ‘transformador’ también tenga lugar en los pacientes con diabetes. Sin embargo, aún habrá que esperar.

Como concluye Stefan Kubicek, «lógicamente, tenemos que evaluar el efecto a largo plazo de la artemisina. Además, la capacidad regenerativa de las células alfa humanas es todavía desconocida. Y a ello se aúna que las nuevas células beta deben ser protegidas del sistema inmune. Sea como fuere, tenemos una gran confianza en que el descubrimiento de la artemisina y su mecanismo de acción puede suponer la base de una terapia completamente nueva para la diabetes tipo 1».

 

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