Ingeniería de un sistema automatizado de administración de insulina
Título del proyecto: Vía sintética bioinspirada para la administración en circuito cerrado de insulina y glucagón
Institución: Universidad Estatal de Carolina del Norte y Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill
Publicaciones del proyecto Pathway: 5
Ha presentado hasta la fecha 4 patentes relacionadas con proyectos de vías
Principales logros:
Hemos desarrollado un dispositivo transformador de administración de insulina sensible a la glucosa que utiliza un parche de matriz de microagujas ("parche de insulina inteligente") que contiene vesículas de insulina que se disocian y liberan rápidamente insulina en el entorno hiperglucémico. Este dispositivo reguló eficazmente la glucosa en sangre en un modelo de ratón de diabetes tipo 1. La capacidad de respuesta más rápida de este enfoque es prometedora para evitar la hiperglucemia y la hipoglucemia si se traslada a la enfermedad humana. Los estudios pertinentes han sido publicados por PNAS (2015) y ACS Nano (2017).
Hemos desarrollado una innovadora terapia celular basada en microagujas (MN), que podría lograr una regulación sensible a la glucosa de la secreción de insulina de las células β pancreáticas exógenas sin implantación. Un parche de MN podría reducir rápidamente los niveles de azúcar en sangre de ratones con diabetes tipo 1 inducida químicamente y estabilizar los niveles de glucosa en sangre a un nivel reducido durante más de 10 horas. El estudio relevante ha sido publicado por Advanced Materials (2016).
Recientemente, también hemos informado sobre el desarrollo de un nuevo sistema de administración de insulina sensible a la glucosa basado en la interacción entre la insulina modificada con derivados de glucosa y los transportadores de glucosa en la membrana de los glóbulos rojos (RBC). Después de ser conjugada con la glucosamina, la insulina puede unirse de manera eficiente a las membranas de los glóbulos rojos. La unión es reversible en el contexto de la hiperglucemia, lo que da como resultado una liberación rápida de insulina y una caída posterior del nivel de glucosa en sangre in vivo. El estudio relevante ha sido publicado por Advanced Materials (2017).
Declaración de impacto:
El tratamiento estándar actual para la diabetes tipo 1 y la diabetes tipo 2 avanzada requiere un control constante de los niveles de glucosa en sangre y las inyecciones de insulina posteriores. Un páncreas artificial que libera insulina de forma continua en respuesta a los cambios en el nivel de glucosa en sangre ofrece una mejora en la calidad de vida de las personas con diabetes. Los dispositivos automatizados de administración de insulina de circuito cerrado han integrado un sensor de control continuo de la glucosa con una bomba de infusión de insulina externa. Los obstáculos, como garantizar una retroalimentación precisa y prevenir fallos en la infusión de insulina, aún persisten hoy en día. Nuestro enfoque utiliza vesículas artificiales, que imitan la función de las vesículas dentro de las células pancreáticas para "secretar" insulina o glucagón en el momento adecuado. Nuestra investigación es altamente innovadora y su implementación exitosa acelerará el desarrollo de los páncreas artificiales de próxima generación. Cuando se demuestre con éxito, esta investigación se probará rápidamente en estudios humanos.
Este premio Pathway ya ha impulsado significativamente el desarrollo de mi carrera. Puedo concentrarme en el campo de investigación emergente sin la presión de la financiación; puedo llevar a cabo proyectos de alto riesgo y alto beneficio de manera eficiente. Hasta la fecha, con el apoyo de Pathway, ya hemos publicado varios artículos de investigación en revistas de alto impacto. Nuestra investigación ha sido destacada por Science, Nature, el Washington Post, el Boston Globe y MIT Technology Reviews. Más importante aún, ya hemos lanzado una empresa emergente (Zenomics), cuyo objetivo es traducir nuestra tecnología de "insulina inteligente", generada directamente por el increíble apoyo de este premio Pathway.
