Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento
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octubre 17, 2012

Insulina, la molécula de la discordia

Aunque la historia consagra a dos investigadores como los descubridores de la insulina y su uso en humanos, la historia real incluye puntos de vista contrarios, tensiones, desacuerdos e incluso algún puñetazo.

Moderno sistema de inyección de insulina, la única
forma de controlar la diabetes que hay a la fecha
(Foto D.P. de Mr Hyde, vía Wikimedia Commons)
El descubrimiento y uso de la insulina fue un episodio médico espectacular por los profundos y rápidos efectos que tuvo sobre una enorme cantidad de pacientes que sufrían de diabetes, con las atroces expectativas de enfrentar efectos devastadores, como la ceguera, daños graves a los riñones y al corazón, gangrena en las extremidades inferiores, mala cicatrización, úlceras e infecciones, sin contar crisis agudas como la cetoacidosis, una acumulación de sustancias llamadas "cuerpos cetónicos", que se producen cuando el cuerpo metaboliza grasas en lugar del azúcar, que no puede utilizar debido a la falta de insulina. Esta acumulación puede ser mortal en cuestión de horas.

A principios del siglo XX se sabía que los perros a los que se les extraía el páncreas presentaban síntomas similares a la diabetes, que las células del páncreas llamadas "islotes de Langerhans" jugaban un papel importante en la diabetes. Muchos investigadores intentaron preparar extractos de páncreas para tratar la diabetes, pero todos provocaban graves reacciones tóxicas, porque además de producir insulina, el páncreas produce enzimas digestivas y las lleva al tracto digestivo. Las células responsables de las enzimas eran las que causaban las reacciones de los pacientes.

En 1921, el médico canadiense Frederick Grant Banting tuvo la idea de ligar el ducto que va del páncreas al tracto digestivo para degenerar las células enzimáticas manteniendo vivas a las más resistentes de los islotes de Langerhans. Llevó la idea al profesor John James McLeod, de la Universidad de Toronto. Sin demasiado entusiasmo, McLeod le concedió a Banting un pequeño espacio experimental, algunos perros como sujetos experimentales y a un asistente, Charles Best, para que trabajaran durante las vacaciones de verano.

La idea era hacer un extracto del páncreas degenerado e inyectárselo a otro perro al que se le hubiera extraído el páncreas. Pronto aislaron una sustancia a la que llamaron "isletina", por los islotes de Langerhans (en 1922 cambiaron el nombre por "insulina", con la misma raíz etimológica).

La isletina reducía el azúcar en sangre de perros a los que se había extirpado el páncreas. McLeod se negó primero a creer en los resultados y se enfrentó con Banting, para finalmente decidir que debía reproducirse todo el estudio para tener certeza sobre los resultados. Les dio a Banting y Best mejores instalaciones y Banting pidió un salario, amenazando con llevar su investigación a otra institución. McLeod cedió, pero la tensión entre ambos ya nunca desaparecería, máxime porque Banting sentía injusto que McLeod se refiriera al proyecto hablando de "nuestros" experimentos y de "nosotros".

La insulina resultante era exitosa en perros. El éxito fue tal que en diciembre McLeod decidio dedicar todo su departamento de investigación al proyecto de la insulina y reclutó además la ayuda de un bioquímico, Bertram Collip, encargado de buscar formas de purificar la sustancia.

El 11 de enero de 1922 se realizó el primer ensayo en un ser humano. El niño de 14 años Leonard Thompson, que estaba al borde de la muerte por cetoacidosis, recibió la primera inyección de insulina. Además de sufrir una reacción alérgica, no experimentó ninguna mejoría. En una discusión, Collip amenazó con abandonar el equipo y dedicarse a producir insulina independientemente, asegurando que había encontrado un procedimiento y tenía la anuencia de McLeod para guardar el secreto. Banting estalló y, según algunos testimonios, golpeó a Collip derribándolo al suelo.

Los responsables de financiar los trabajos del laboratorio, Connaught Laboratories, intervinieron rápidamente e hicieron que los cuatro implicados firmaran un convenio comprometiéndose a no solicitar ninguna patente o colaboración comercial de modo independiente.

El 23 de enero, los investigadores volvieron a inyectar a Leonard Thompson con un extracto más puro. La reacción que tuvo el adolescente fue asombrosa. Empezó a recuperarse y en sólo un día se redujo la cantidad de azúcar en su sangre, desaparecieron los cuerpos cetónicos y empezó a mostrarse más activo. La espectacularidad de la reacción llevó a los médicos a tratar a otros seis niños el 23 de febrero, todos con resultados positivos, incluso alguno que se recuperó de un coma diabético.

En apenas ocho meses se había pasado de una hipótesis audaz de un médico poco experimentado en el laboratorio a un resultado dramático que pronto fue corroborado por estudios clínicos para determinar los efectos biológicos de la insulina, sus indicaciones y dosis. En menos de un año, la publicación de los resultados dio a conocer al mundo el nuevo tratamiento. La patente que obtuvieron los cuatro por la insulina y el método de obtenerla fue vendida a la Universidad de Toronto por el precio simbólico de un dólar canadiense para cada investigador.

Las disputas entre los investigadores seguirían cuando, en 1923, se concedió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología a Frederick Banting y John James McLeod. El primero creía que el premio debería haber sido para su ayudante, Best, con quien de hecho compartió el dinero del premio, mientras que McLeod se enfureció por la exclusión de Collip, con quien él compartió su parte.

En medio de estos enfrentamientos, aparecieron además las reclamaciones de varios investigadores que habían trabajado en el tema de la diabetes. Nicolás Paulescu, de Rumania, había de hecho descubierto la insulina poco antes que Banting y Best. Georg Zuelzer, alemán, aseguraba que su trabajo había sido robado por los investigadores de Toronto. Ernest Lyman Scott exigió reconocimiento por haber realizado experimentos exitosos antes que los canadienses. E incluso fue notable que no se uniera al coro de indignación el bioquímico estadounidense Israel Kleiner, que había estado más cerca del éxito que todos los demás. El debate, que siguió durante todos los años posteriores y no está del todo resuelto aún ahora hace de la insulina uno de los descubrimientos más conflictivos de la ciencia, y muestra también sus peculiares debilidades humanas.

Transgénico para la vida

Primero, la diabetes se trató con insulina de páncreas de cerdos y de vacas, que es similar, pero no idéntica, a la humana, y puede provocar reacciones adversas. En 1978, Herbert Boyer modificó genéticamente bacterias E. coli para que produjeran insulina humana, la llamada "humulina", que además de ser más sostenible resultó más asequible. Hoy en día, la gran mayoría de la insulina que utilizan los diabéticos es producida por estas bacterias transgénicas.

octubre 03, 2009

Diabetes

Modelo tridimensional de la insulina
(CC Wikimedia Commons)
La diabetes y sus complicaciones son un desafío no sólo para los investigadores en busca de una cura, sino para los pacientes afectados física y emocionalmente por esta devastadora enfermedad.

El nombre “diabetes” fue acuñado hacia el año 150 de nuestra era por el médico Areteo de Capadocia. La palabra significa sifón, y Areteo la halló adecuada para describir la necesidad continua de orinar de los pacientes. En su descripción de la enfermedad dijo que era “el derretimiento de la carne y los miembros convirtiéndose en orina”. Señaló además que una vez que aparecía la enfermedad, la vida del paciente era “corta, desagradable y dolorosa”, descripción cruel pero precisa.

La enfermedad fue descrita por primera vez en el 1552 antes de la Era Común por el médico egipcio Hesy-Ra de la tercera dinastía, que observó la necesidad de orinar frecuentemente, lo que hoy llamamos poliuria y confirmó lo que los antiguos curanderos habían observado: que las hormigas se veían atraídas a la orina de las personas con diabetes. La tradicional medicina mágica ayurvédica, en un texto atribuido al médico Sushruta que vivió en el siglo 6 a.E.C., atribuye la enfermedad a la obesidad y una vida sedentaria y la llamó “enfermedad de la orina dulce”, concepto que existe también en las descripciones coreana, china y japonesa de la afección.

Fue el médico persa Avicena quien describió por primera vez algunas de las consecuencias atroces de la diabetes, como la gangrena y el colapso de las funciones sexuales.

Los autores históricos apenas rozaron algunos de los aspectos más desesperantes y angustiosos de la diabetes, que la convierten en una de las afecciones más terribles para sus pacientes. La falta de una curación (al menos en el caso de la diabetes de tipo 1) y el precio emocional que la enfermedad cobra a sus pacientes son motivos de que la diabetes aparezca con frecuencia en la oferta de todo tipo de curanderos. Prácticamente todas las terapias de dudosa utilidad ofrecen, no siempre abiertamente, curación para el cáncer, el sida y la diabetes, con resultados en ocasiones atroces.

La diabetes, o diabetes mellitus se caracteriza porque el cuerpo produce una cantidad insuficiente de insulina (la diabetes de tipo 1), o bien no responde adecuadamente a la insulina, volviéndose resistente a esta hormona, lo que impide que las células la utilicen correctamente (diabetes de tipo 2). En ambos casos, el resultado es la acumulación de azúcar en la sangre.

Hasta 1920, prácticamente todos los tratamientos para la diabetes asumían la forma de dietas especiales, algunas altamente caprichosas. Su origen fue la aguda observación del farmacéutico Apollinaire Bouchardat, que vio que que el azúcar en la orina (glucosuria) desapareció durante el racionamiento de alimentos en París a causa de la guerra francoprusiana de 1870-71. Bouchardat fue también el primero en proponer que la diabetes tenía su causa en el páncreas.

Esto fue confirmado en 1889 por Oscar Minkowski y Joseph von Mering, que extirparon el páncreas de un perro sano y observaron que esto le producía glucosuria. En 1901, Eugene Opie demostró que las células del páncreas llamadas “islotes de Langerhans” estaban implicadas en la diabetes mediante la sustancia que sería identificada por Nicolae Paulescu, la “insulina”. Finalmente, Frederick Grant Banting y Charles Best demostraron que la falta de insulina era precisamente la causante de la diabetes, hicieron el primer experimento en humanos en 1922 y desarrollaron los métodos y dosificaciones para ofrecer, por primera vez, una esperanza sólida de tratamiento eficaz para los diabéticos.

Este logro le valió a Banting y al director del laboratorio, John James Richard Macleod, el Premio Nobel de Medicina o Fisiología de 1923.

La insulina, sin embargo, es sólo eficaz en el tratamiento de la diabetes de tipo 1, y ciertamente no es una cura. Algunas de las complicaciones a largo plazo de la diabetes se pueden presentar en los pacientes aún cuando se traten cuidadosamente.

Las complicaciones crónicas son las responsables del fuerte desgaste emocional que produce esta enfermedad. Entre ellas tenemos posibilidades tales como daños a los vasos sanguíneos de la retina, que pueden ocasionar la pérdida parcial o total de la vista, hipersensibildad en pies y manos; daño a los riñones que puede llegar a provocar graves insuficiencias, daños al corazón, apoplejías, daños a los vasos sanguíneos periféricos que pueden llegar a provocar gangrena , sobre todo en los pies y piernas, dificultades para cicatrizar y sanar las heridas, úlceras diabéticas en los miembros inferiores y las infecciones correspondientes.

Este panorama es sin duda exasperante para todos quienes sufren diabetes. El diagnóstico de esta afección representa un cambio radical de vida, empezando por dietas adecuadas, la necesidad de estar informado y con frecuencia el requisito de administrar la enfermedad, lo que exige que el propio paciente aplique los procedimientos para medir los niveles de azúcar que tiene en sangre y actuar en consecuencia, porque además de las complicaciones crónicas, el diabético corre el riesgo de sufrir problemas agudos como la hipoglicemia o el coma diabético.

La diabetes de tipo 2, donde la cantidad de insulina es la adecuada pero se utiliza incorrectamente por el metabolismo, se trata actualmente con una serie de enfoques que incluyen el aumento en el ejercicio, omitir el consumo de grasas saturadas, reducir el de azúcar y carbohidratos y perder peso, pues este tipo se relaciona muy frecuentemente con la obesidad. También se utiliza la cirugía de bypass gástrico para equilibrar los niveles de glucosa en sangre en el caso de pacientes obesos.

Pese a todo esto, la diabetes sigue siendo una enfermedad que se puede controlar, pero no curar, y que una vez diagnosticada será siempre parte de la vida del paciente. Y es por ello que, además de luchar por una mayor investigación en pos de una cura, los diabéticos deben luchar contra las vanas esperanzas que les ofrecen todo tipo de supuestos terapeutas. Porque quizá el máximo desafío para el diabético es aprender a vivir en paz con su enfermedad mientras sea necesario.


Ingeniería genética e insulina

Desde 1922 los diabéticos tuvieron a su disposición únicamente insulina procedente de vacas y, posteriormente, de cerdos, debidamente purificada, pero que en un pequeño número de pacientes ocasionaba reacciones alérgicas. En 1977 se produjo por primera vez insulina humana sintética, al insertar el gen de la insulina en la secuencia genética de la bacteria E.coli, que se convirtió en una fábrica de esta hormona. La insulina así obtenida no provoca la reacción alérgica pues el cuerpo humano no la considera ajena. Hoy, la insulina humana se produce por toneladas en grandes recipientes de bacterias.