Páncreas artificial en el horizonte

Un páncreas artificial podría revolucionar el tratamiento de la diabetes, y podría estar a sólo unos años de distancia.

Páncreas artificial en el horizonte

Un páncreas artificial podría revolucionar el tratamiento de la diabetes, y podría estar a sólo unos años de distancia.

Del médico Archivos

Para millones de personas con diabetes en todo el mundo, la vida es una serie de pinchazos en los dedos, inyecciones y subidas y bajadas de los niveles de azúcar en sangre. Pero con su promesa de regular automáticamente el azúcar en sangre de una persona, el páncreas artificial podría cambiar todo eso.

"El páncreas artificial revolucionará el tratamiento de la diabetes", afirma el doctor Eric Renard, profesor de endocrinología, diabetes y metabolismo de la Facultad de Medicina de Montpellier (Francia). "Evitará las complicaciones de la diabetes, [que incluyen ceguera, insuficiencia renal, amputaciones, enfermedades cardíacas y muerte]. Y la calidad de vida mejorará enormemente, ya que la gente no tendrá que estar pinchándose y controlándose constantemente", afirma Renard, que dirige el primer ensayo clínico del dispositivo.

El páncreas artificial está diseñado para ayudar a los pacientes con diabetes de tipo 1 a mantener los niveles de azúcar en sangre dentro de los límites normales, algo fundamental para prevenir las complicaciones de la diabetes, explica.

El órgano artificial consta de tres partes, que deben funcionar perfectamente sincronizadas: un sensor que controla continuamente los niveles de azúcar en la sangre o en los tejidos, una bomba de infusión de insulina y un algoritmo informático que controla la administración de insulina minuto a minuto en función de la glucemia medida, explica Jeffrey I. Joseph, DO, director del Centro de Páncreas Artificial de la Universidad Thomas Jefferson de Filadelfia. El sensor transmite la información a la bomba, que dispensa la cantidad justa de insulina.

Es probable que un dispositivo totalmente automatizado e integrado no esté listo para su uso hasta dentro de cuatro años, tal vez más. Pero "lo estamos consiguiendo paso a paso", dice Joseph, y los investigadores de todo el mundo están probando varios componentes del sistema solos o combinados.

La bomba de insulina, un paso adelante

La bomba de insulina, que se lleva en un cinturón o se implanta totalmente en el cuerpo, es la que está más avanzada en su desarrollo. La bomba externa ya la utilizan miles de personas con diabetes en todo el mundo, y la bomba implantable está aprobada en Europa y se encuentra en ensayos clínicos en EE.UU. Cualquiera de las dos puede utilizarse en un páncreas artificial.

El desarrollo de la bomba implantable supuso un gran paso adelante, afirma Renard, con estudios que muestran ventajas significativas sobre las múltiples inyecciones diarias de insulina para controlar los niveles de azúcar en sangre y mejorar la calidad de vida.

Fabricado por Medtronic MiniMed, de Northridge (California), este dispositivo del tamaño de un disco de hockey se implanta bajo la piel del abdomen, desde donde suministra insulina al organismo, "igual que el páncreas real", dice.

Lori Hahn, una californiana de 41 años que padece diabetes desde hace más de una década, afirma que la bomba implantable ha cambiado su vida. "Antes de la bomba, mi vida era una montaña rusa, tanto en lo que respecta a la glucemia como en lo emocional", dice Hahn, que participa en un ensayo clínico en Estados Unidos. "Me sentía fuera de control y tenía que dedicar gran parte de mi tiempo a controlar el azúcar en sangre.

"Con la bomba implantable, puedo olvidar que soy diabética", dice Hahn, esposa trabajadora y madre de tres jóvenes activos.

La bomba, que utiliza insulina especialmente formulada, se rellena cada dos o tres meses. Suministra la insulina en ráfagas cortas a lo largo del día, de forma similar a un páncreas. También está programada para suministrar mayores cantidades de insulina en las comidas. Antes de una comida o un tentempié, basta con pulsar un botón en un comunicador de bomba personal del tamaño de un localizador para que la bomba dispense una dosis de insulina.

El sistema inteligente es un hito importante

Otras investigaciones se centran en mejorar la comunicación entre el sensor de glucosa y la bomba de insulina externa. Según Joseph, este verano se alcanzó un hito importante cuando la FDA aprobó uno de los primeros sistemas inteligentes que permite que ambos sistemas se comuniquen mediante una conexión inalámbrica.

Estos sistemas eliminan muchas de las conjeturas sobre la dosificación de la insulina, afirma.

Tradicionalmente, los pacientes tenían que pincharse los dedos y colocar la sangre en una tira para obtener una lectura de azúcar en sangre, estimar cuántos gramos de carbohidratos planeaban comer y calcular mentalmente cuánta insulina necesitaban. El sistema dejaba mucho margen de error, ya que un cálculo erróneo podía llevar a niveles de azúcar en sangre peligrosamente altos o bajos.

Con el sistema Paradigm, recientemente aprobado, que combina la bomba de insulina MiniMed de Medtronic y un monitor de glucosa de Becton Dickinson, los pacientes siguen pinchándose los dedos para medir sus niveles de azúcar en sangre. Pero el medidor de glucosa, del tamaño de un localizador, transmite la información directamente a la bomba de insulina. La bomba de insulina calcula entonces la cantidad de insulina necesaria para el nivel actual de azúcar en sangre. Al hacer que la bomba calcule la dosis necesaria, se podrían evitar los errores que a veces se producen cuando los pacientes introducen estos datos manualmente, afirma.

"El paciente debe decidir si la cantidad sugerida es correcta y pulsar un botón para administrar la dosis recomendada", dice Joseph. "No es un páncreas artificial, ya que no está totalmente automatizado. Pero es un gran avance de comodidad y tiene el potencial de mejorar el control de la glucemia en el ámbito clínico."

Medición de los niveles de azúcar en sangre

Unas dos docenas de empresas y laboratorios académicos están desarrollando sensores de glucosa, dice Joseph. Algunos son sensores de glucosa en sangre, otros son sensores de glucosa en fluidos tisulares; algunos los coloca el paciente bajo la piel, otros se implantan a largo plazo en el cuerpo.

Aunque los sensores de glucosa han mejorado mucho en los últimos años, siguen siendo el factor limitante para fabricar el páncreas artificial, afirma.

Steve Lane, PhD, jefe de programa en funciones del Programa de Tecnologías Médicas del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore del Departamento de Energía, está de acuerdo.

"Es casi seguro que se alcanzará el objetivo de producir un páncreas artificial", afirma Lane, cuyo departamento trabajó en un prototipo de páncreas artificial en colaboración con MiniMed. "Pero hay obstáculos que superar, el principal de los cuales es la detección de la glucosa. Hasta la fecha, nadie ha desarrollado una forma infalible de detectar la glucosa".

Animas Corp. está desarrollando un sensor óptico de glucosa implantable. En estudios con animales y en los preliminares con humanos, el dispositivo midió con precisión los niveles de azúcar en la sangre mediante óptica infrarroja.

"Se coloca un cabezal sensor en miniatura alrededor de un vaso sanguíneo y se enfoca una fuente de luz a través de la sangre hasta un detector", explica Joseph. "La absorción de la luz en longitudes de onda infrarrojas específicas determina la concentración de azúcar en la sangre".

Más adelante en el desarrollo están los sensores de glucosa implantables a corto y largo plazo de Medtronic MiniMed, diseñados para medir continuamente el nivel de azúcar en el líquido tisular o en la sangre.

Se prueba el primer páncreas artificial

En Francia, Renard lidera el primer ensayo clínico de un páncreas artificial, un sistema totalmente automatizado que combina el sensor de glucosa de larga duración de Medtronic MiniMed y su bomba de insulina implantable.

En un procedimiento quirúrgico menor, el sensor implantable se inserta en una vena del cuello que lleva al corazón. El sensor se conecta, mediante un cable de tipo eléctrico bajo la piel, a la bomba de insulina implantable: Cuando los niveles de azúcar en sangre fluctúan, una señal indica a la bomba la cantidad de insulina que debe suministrar.

"El paciente no tiene que hacer nada", dice Renard. "Todo es automático. Incluso si está comiendo una comida rica en carbohidratos, el sensor dará la señal adecuada para administrar más insulina."

Renard afirma que los datos de los cinco primeros pacientes que utilizaron el dispositivo durante al menos seis meses muestran que el sensor midió con precisión la glucosa en el 95% de los casos, en comparación con los valores obtenidos con las puntas de los dedos.

"Nuestro objetivo era alcanzar una precisión del 90%, así que esto es muy preciso", afirma.

Y lo que es más importante, los niveles de azúcar en sangre se mantuvieron en el rango normal más del 50% del tiempo en los pacientes que utilizaron la bomba conectada al sensor, en comparación con aproximadamente el 25% del tiempo en el paciente que utilizó los valores de la varilla dactilar para ajustar la administración de insulina de la bomba implantable.

Además, el riesgo de que el azúcar en sangre caiga en picado, lo que se conoce como hipoglucemia, hasta niveles peligrosamente bajos -una posibilidad siempre que se administra insulina adicional- se redujo a menos del 5%, afirma Renard.

Entre los próximos pasos, dice, está hacer que el sensor sea más duradero para que sólo tenga que cambiarse cada dos o tres años. Mientras que las bombas de insulina implantables funcionan una media de ocho años antes de tener que ser cambiadas, los sensores dejan de funcionar tras una media de nueve meses, afirma.

Sin embargo, Renard ve esto como un obstáculo fácil de superar. "Simplemente utilizaremos un material diferente y lo haremos más resistente", dice.

Pero Joseph afirma que esto puede suponer un reto formidable: "Muchos años de investigación [demuestran que] los sensores tienden a fallar en meses y no en años debido al duro entorno del cuerpo."

También hay que perfeccionar los programas matemáticos que calculan la cantidad de insulina que debe administrarse en distintos momentos del día, dice Renard. "Ahora mismo, la bomba de insulina permite a un diabético pasar aproximadamente la mitad del día con una glicemia normal, igual que un no diabético. Pero eso significa que no tiene controlado el otro 50%, lo que es un poco demasiado alto."

Pero de nuevo, dice, este es un problema fácil de resolver. "El mayor problema es tener el sensor preciso, y ya lo tenemos. Dentro de dos años deberíamos tener uno que funcione más y mejor, y después de eso, estará disponible clínicamente."

Joseph está de acuerdo. "Han demostrado la viabilidad de que el sensor de glucosa hable con la bomba de insulina, que suministra insulina automáticamente, y eso es un páncreas artificial".

"¿Es perfecto? En absoluto. Pero nos estamos acercando".