Un implante subcutáneo alimentado de forma inalámbrica logró convertir el exceso de glucosa en una sustancia que el organismo elimina por la orina, con resultados que permitieron normalizar el azúcar en sangre y reducir el peso de ratones con diabetes y obesidad.
El dispositivo todavía no fue probado en seres humanos.
El sistema, desarrollado por investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zúrich), no administra insulina ni otro medicamento.
En cambio, aplica energía eléctrica a un catalizador que transforma la glucosa en gluconato, un compuesto con menor carga energética que se excreta por vía renal.
La investigación fue publicada en la revista Science y se enfoca en la llamada diabesidad, término que describe la frecuente coexistencia de diabetes tipo 2 y obesidad. Sus autores sostienen que el método podría atacar dos problemas a la vez: el nivel elevado de azúcar y la carga calórica que el organismo no utiliza.
El trabajo fue destacado en X por el cardiólogo e investigador estadounidense Eric Topol, quien celebró la posibilidad de un sistema que vigile la glucosa de manera continua y la mantenga estable sin fármacos.
Cómo funciona el implante
El dispositivo, denominado ECHO, funciona en un circuito cerrado. Un monitor continuo de glucosa, como los que se utilizan en la parte superior del brazo, detecta las variaciones de azúcar en el tejido y transmite la información por Bluetooth a un teléfono o un reloj inteligente.
Cuando la medición supera el límite establecido, el dispositivo externo enciende de manera inalámbrica el catalizador implantado. Tras alcanzar el objetivo de glucosa, el sistema deja de operar. Según los investigadores, ese mecanismo busca evitar una reducción excesiva del azúcar y el riesgo de hipoglucemia.
La alimentación inalámbrica utiliza una frecuencia de 13,56 MHz, habitual en aplicaciones industriales, científicas y médicas. El implante cuenta con una unidad electrónica alojada en una carcasa impresa en 3D.
Qué hace el catalizador con la glucosa
La expresión “electrocutar el azúcar” sirve para describir de forma gráfica la propuesta, aunque el proceso no consiste en aplicar una descarga directa a la sangre. El equipo desarrolló un electrocatalizador que utiliza electricidad para acelerar una reacción química controlada.
El componente está formado por fieltro de grafito con nanocúmulos de oro y partículas de platino. Al recibir energía, oxida selectivamente la glucosa y la transforma en gluconato. Esa conversión impide que una parte de esa glucosa siga los circuitos metabólicos habituales y termine almacenada en forma de grasa.
“Durante décadas hemos tratado la diabetes diciéndole al cuerpo cómo regular la glucosa. Ahora demostramos que podemos controlarla directamente mediante dispositivos electrónicos en lugar de fármacos”, afirmó Martin Fussenegger, profesor del Departamento de Ciencias e Ingeniería de Biosistemas de ETH Zúrich en Basilea y líder del equipo.
La propuesta busca resolver una limitación de los tratamientos basados en insulina
La insulina permite que las células absorban glucosa desde el torrente sanguíneo, pero no elimina el excedente energético acumulado. Si el cuerpo no utiliza esa energía, puede convertirla en grasa, un factor que ayuda a explicar por qué algunos pacientes con diabetes tipo 2 siguen aumentando de peso pese a mantener controlado su nivel de azúcar.
Los autores del estudio plantean que la conversión directa de glucosa en gluconato podría modificar ese escenario. En los ratones tratados, el descenso de glucosa se asoció con un mayor aprovechamiento de las reservas de grasa, una reducción de triglicéridos circulantes y una baja de peso corporal.
El implante prescinde de células, enzimas y otros elementos biológicos. Esa característica, según los investigadores, podría reducir algunos desafíos vinculados con la respuesta inmunológica, la estabilidad de los componentes y la producción de futuros dispositivos médicos.
Seis semanas de control glucémico en ratones sin hipoglucemia
Antes de probarlo en animales, el equipo ensayó el catalizador en cinco litros de solución nutritiva con glucosa, un volumen cercano al de la sangre de un adulto. La prueba confirmó que el dispositivo podía convertir glucosa en esa escala.
Luego fue implantado en ratones con diabesidad. La activación inalámbrica normalizó con rapidez los niveles elevados de azúcar y los tratamientos repetidos mantuvieron el control glucémico durante seis semanas, sin hipoglucemia detectable, según el estudio.
Los investigadores tampoco registraron efectos fisiológicos, inflamatorios ni conductuales adversos durante ese período. Fussenegger señaló que el sistema opera con un voltaje bajo y que los experimentos no detectaron daños en los tejidos por efectos eléctricos o térmicos.
Próximos pasos: seguridad y eficacia en seres humanos
Los resultados son preclínicos y no permiten anticipar que el implante tendrá el mismo comportamiento en pacientes. El dispositivo deberá superar pruebas de seguridad, durabilidad, control de dosis y compatibilidad biológica antes de avanzar hacia un uso médico.
El equipo de la ETH Zúrich busca convertir el prototipo en un dispositivo terapéutico. Parte de los componentes necesarios, como los monitores de glucosa, los sistemas de control externos y la transmisión inalámbrica de energía, ya existen en el mercado.
