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Bomba de insulina abastecida mediante cápsulas ingeribles podría volver las inyecciones obsoletas

Un sistema robótico de dos componentes podría eliminar la necesidad de inyecciones para las personas con diabetes tipo 1.

Investigadores italianos trabajan en el desarrollo de un sistema para administrar insulina a los pacientes mediante una bomba implantada que puede rellenarse con una cápsula ingerible. Este dispositivo potencialmente podría reemplazar las inyecciones diarias para personas con diabetes tipo 1.

Aproximadamente 1.6 millones de estadounidenses padecen de diabetes tipo 1, una enfermedad autoinmune que ocurre cuando el páncreas deja de producir insulina, la hormona que controla los niveles de azúcar en la sangre, afirma la Fundación de Investigación de Diabetes (JDRF, por sus siglas en inglés). No existe cura, y el tratamiento más común incluye dosis inyectadas de insulina, así como seguir normas de alimentación.

Sin embargo, estas inyecciones podrían convertirse en cosa del pasado si se comprueba que el sistema PILLSID que unos científicos están desarrollando resulta seguro y comercialmente viable. El sistema de dos componentes incluye una bomba de insulina implantable y una cápsula magnética ingerible de hormona.

El proceso es similar a una cápsula espacial de carga que se acopla a la Estación Espacial Internacional, dijo Arianna Menciassi, autora principal del estudio publicado en la revista Science Robotics, el 18 de agosto. Menciassi es profesora de robótica biomédica y bioingeniería en la Escuela Superior de Santa Ana, en Pisa.

“La bomba puede administrar insulina con alta precisión cuando sea necesario”, dijo Menciassi a Zenger. “Esto permite a la bomba suministrar la cantidad correcta de insulina al tiempo que limita el riesgo de episodios de hiperglucemia e hipoglucemia. En combinación con un sensor de glucosa y con un algoritmo de control dedicado, la bomba podría funcionar en un circuito cerrado para restaurar la regulación fisiológica del nivel de glucosa en la sangre”.

Este dispositivo experimental es el resultado de la colaboración entre el Instituto de Biorrobótica de la Escuela Superior de Santa Ana y la Universidad de Pisa. El Instituto de Biorrobótica ya tiene una larga experiencia en terapia y cirugía de mínima invasión.

Los investigadores desarrollaron con anterioridad cápsulas controladas magnéticamente para monitorear el sistema gastrointestinal. Ahora han rediseñado estás cápsulas para transportar y reabastecer bombas de insulina en la cavidad que contiene los órganos abdominales del cuerpo.

La bomba se coloca en la pared externa de un asa intestinal y libera insulina en el peritoneo según los niveles de glucosa prevalentes, medidos mediante un algoritmo de control (sistema de circuito cerrado). Cuando es necesario reabastecer la bomba, el paciente ingiere una nanocápsula cargada con insulina concentrada.

“La cápsula navega el tracto digestivo y se acopla a la bomba mediante un mecanismo magnético desde el lado opuesto de la pared intestinal”, dijo el Dr. Stefano Del Prato, profesor de endocrinología y metabolismo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Pisa. “A continuación, la insulina se transfiere al depósito de la bomba de insulina por una punción automática de la pared intestinal. Al concluir, la cápsula se libera y es expulsada del cuerpo a través del tracto intestinal. De manera similar, la batería de la bomba se puede recargar a través de un cinturón electromagnético, lo cual lo convierte en el primer páncreas artificial completamente implantable en potencia”.

Existen dispositivos robóticos que liberan medicamentos con solo presionar un botón, pero requieren un tubo o una aguja para administrar insulina. En una línea similar, existen dispositivos implantables, pero requieren un tubo sobresaliente del cuerpo para poder ser rellenados. Este sistema totalmente implantable es diferente, dijo Veronica Iacovacci, becaria postdoctoral del Instituto de Biorrobótica.

“Un dispositivo totalmente implantable carece de componentes externos: sin sondas, sin puertos de acceso, sin botones”, dijo Iacovacci. “Gracias a la innovadora estrategia de reabastecimiento, basada en píldoras magnéticas y a la posibilidad de transmitir datos y electricidad de forma inalámbrica, el dispositivo se puede implantar por completo en regiones corporales profundas sin ninguna interfaz física con el espacio extracorporal”.

Menciassi dijo que el PILLSID podría tener otros usos, como administrar quimioterapia a personas con cáncer de ovario, de páncreas, gástrico y colorrectal. La precisión está asegurada por el sistema electrónico integrado al dispositivo, el cual registra las retroalimentaciones del motor para monitorear el funcionamiento de la bomba.

“El dispositivo robótico fue probado preliminarmente, tomando en cuenta la diabetes como un caso de estudio. Sin embargo, la resolución de la bomba y la posibilidad de modular sus funciones al personalizar el algoritmo de control podría permitir usar esta tecnología en condiciones críticas y para el tratamiento de patologías agudas (por ejemplo, el cáncer). En ese caso, la bomba probablemente funcionaría como un sistema de infusión preprogramado controlado por un médico”, dijo.

En esta etapa, el estudio tiene como objetivo demostrar que el procedimiento de recarga propuesto podría funcionar in vivo [en un ser vivo], y que el dispositivo implantable sería capaz de administrar insulina a demanda de manera segura y eficiente.

El trabajo futuro se centrará en un mayor estudio de los materiales utilizados para revestir el dispositivo, con el fin de reducir el riesgo de infecciones y cualquier respuesta adversa del huésped.

La investigación de PILLSID aún se encuentra en sus primeras etapas.

“El sistema ha sido evaluado en mini cerdos con resultados alentadores. Se requerirá más trabajo antes de que se pueda planificar la evaluación experimental en el humano. Sin embargo, esto marca un importante paso inicial”, dijo Stefano.

Traducción de Yerem Mújica; editado por Yerem Mújica y Melanie Slone