Las células con oído musical liberan insulina
Por primera vez, los investigadores utilizan la música, incluido el éxito mundial de Queen "We will rock you", para estimular la liberación de insulina de las células
"Te vamos a rockear": Investigadores de la ETH de Zúrich desarrollan un interruptor genético que activa la liberación de insulina en células de diseño al reproducir determinadas canciones de rock y pop. La diabetes es una enfermedad en la que el organismo produce muy poca o ninguna insulina. Por ello, los diabéticos dependen de un suministro externo de esta hormona mediante inyección o bomba. Investigadores dirigidos por Martin Fussenegger, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de la ETH Zurich de Basilea (Suiza), quieren facilitar la vida de estas personas y buscan soluciones para producir y administrar insulina directamente en el organismo.
El ruido ambiental no desencadena la secreción de insulina (izquierda). En cambio, la exposición directa de las células a determinadas canciones de rock desencadena la liberación de insulina en cuestión de minutos (derecha).
ETH Zürich
Una de las soluciones que persiguen los científicos es encerrar células de diseño productoras de insulina en cápsulas que puedan implantarse en el cuerpo. Para poder controlar desde el exterior cuándo y cuánta insulina liberan las células en la sangre, los investigadores han estudiado y aplicado distintos activadores en los últimos años: luz, temperatura y campos eléctricos.
Fussenegger y sus colegas han desarrollado ahora otro novedoso método de estimulación: utilizan la música para provocar que las células liberen insulina en cuestión de minutos. Esto funciona especialmente bien con "We Will Rock You", un éxito mundial de la banda de rock británica Queen.
Preparar las células para recibir ondas sonoras
Para que las células productoras de insulina fueran receptivas a las ondas sonoras, los investigadores utilizaron una proteína de la bacteria E. coli. Este tipo de proteínas responden a estímulos mecánicos y son comunes en animales y bacterias. La proteína se localiza en la membrana de la bacteria y regula la entrada de iones de calcio en el interior celular. Los investigadores han incorporado el modelo de este canal iónico bacteriano a células humanas productoras de insulina. Esto permite a estas células crear por sí mismas el canal iónico e incrustarlo en su membrana.
Como han podido demostrar los científicos, el canal de estas células se abre en respuesta al sonido, permitiendo que los iones de calcio cargados positivamente fluyan hacia el interior de la célula. Esto provoca una inversión de la carga en la membrana celular, lo que a su vez hace que las diminutas vesículas llenas de insulina del interior de la célula se fusionen con la membrana celular y liberen la insulina al exterior.
Los graves aumentan la secreción de insulina
En cultivos celulares, los investigadores determinaron primero qué frecuencias y niveles de volumen activaban con más fuerza los canales iónicos. Descubrieron que los niveles de volumen en torno a los 60 decibelios (dB) y las frecuencias graves de 50 hercios eran los más eficaces para activar los canales iónicos. Para desencadenar la máxima liberación de insulina, el sonido o la música tenían que continuar durante un mínimo de tres segundos y hacer una pausa de un máximo de cinco segundos. Si los intervalos eran demasiado espaciados, se liberaba mucha menos insulina.
Por último, los investigadores analizaron qué géneros musicales provocaban una mayor respuesta de la insulina a un volumen de 85 dB. La música rock con graves atronadores, como la canción de Queen "We Will Rock You", ocupó el primer lugar, seguida de la banda sonora de la película de acción Los Vengadores. La respuesta insulínica a la música clásica y a la música de guitarra fue bastante débil en comparación.
"We Will Rock You" desencadenó aproximadamente el 70% de la respuesta insulínica en 5 minutos, y toda ella en 15 minutos. Esto es comparable a la respuesta natural de la insulina inducida por la glucosa en personas sanas, afirma Fussenegger.
La fuente de sonido debe estar directamente sobre el implante
Para probar el sistema en su conjunto, los investigadores implantaron las células productoras de insulina en ratones y colocaron a los animales de forma que sus vientres estuvieran directamente sobre el altavoz. Sólo así pudieron observar los investigadores la respuesta de la insulina. Sin embargo, si los animales podían moverse libremente en una "discoteca para ratones", la música no provocaba la liberación de insulina.
"Nuestras células de diseño sólo liberan insulina cuando la fuente sonora con el sonido adecuado se reproduce directamente en la piel por encima del implante", explica Fussenegger. La liberación de la hormona no se desencadenó por ruidos ambientales como el de los aviones, los cortacéspedes, las sirenas de los bomberos o las conversaciones.
El ruido ambiental no provoca la liberación
Por lo que se desprende de las pruebas en cultivos celulares y ratones, Fussenegger ve poco riesgo de que las células implantadas en humanos liberen insulina constantemente y al menor ruido.
Otra medida de seguridad es que los depósitos de insulina necesitan cuatro horas para reponerse por completo después de haberse agotado. Por tanto, aunque las células se expusieran al sonido a intervalos de una hora, no podrían liberar una carga completa de insulina cada vez y provocar así una hipoglucemia potencialmente mortal. "Sin embargo, podría cubrir las necesidades típicas de un paciente diabético que come tres veces al día", afirma Fussenegger. Explica que la insulina permanece en las vesículas durante mucho tiempo, incluso si una persona no come durante más de cuatro horas. "No se produce un agotamiento ni una descarga involuntaria".
Pero la aplicación clínica está muy lejos. Los investigadores se han limitado a aportar una prueba de concepto, demostrando que las redes genéticas pueden controlarse mediante estímulos mecánicos como las ondas sonoras. Que este principio llegue a aplicarse en la práctica dependerá de si alguna empresa farmacéutica está interesada en hacerlo. Al fin y al cabo, podría aplicarse ampliamente: el sistema funciona no sólo con la insulina, sino con cualquier proteína que se preste a un uso terapéutico.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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