Una innovadora línia de recerca ha creat un dispositiu cel·lular capaç de regular la glucèmia. Els investigadors Francesc Posas i Eulàlia de Nadal, caps del laboratori de Senyalització Cel·lular, conjuntament amb Ricard Solé i Javier Macía, del laboratori de Sistemes Complexos, del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF, han posat la biologia sintètica al servei de la recerca per al tractament de la diabetis tipus 1, en col·laboració amb el Centre per a la Innovació de la Diabetis Infantil de l'Hospital Sant Joan de Déu. Tasca conjunta que duen a terme des del 2012.

Javier Macía informa que actualment "estem treballant en dos línies de treball en paral·lel, en un innovador dispositiu cel·lular regulador de la glucèmia. Un sistema viu que està format per un conjunt de cèl·lules de llevat (Saccharomyces cerevisiae) no pancreàtiques que han estat modificades genèticament i que tenen la capacitat de detectar nivells de glucosa de l'organisme model i secretar insulina o glucagó com a resposta", i també "estem treballant en l'optimització del disseny del dispositiu", ha afegit.

A diferència dels components electrònics "aquests dispositius estan integrats per components vius: parlen el mateix llenguatge de la vida", ha comentat Macía, la qual cosa fa que aquesta tecnologia tingui un potencial enorme de cara a possibles aplicacions biomèdiques.

Un complex procediment en fase d'experimentació

La creació d'un dispositiu cel·lular regulador de la glucèmia per al tractament de pacients amb diabetis del tipus 1 requereix:

Introduir en les cèl·lules que actuaran com a dispositiu els gens que faran que es converteixin en cèl·lules vives secretores d'insulina o de glucagó.

Identificar i reprogramar el sistema natural de les cèl·lules per detectar i discriminar els nivells de glucosa del medi mitjançant un circuit genètic que activi l'expressió dels gens de la insulina i del glucagó en funció dels nivells de glucosa detectats.

Un cop creat aquest dispositiu, cal estudiar el seu funcionament en un entorn fluctuant que simuli l'organisme d'un individu amb diabetis. Els nivells d'insulina i glucagó depenen dels nivells de glucosa de l'organisme, i al mateix temps, els nivells de glucosa de l'organisme depenen dels nivells d'insulina i glucagó secretats pel sistema.

Per aconseguir aquest objectiu s'ha creat un innovador sistema informàtic experimental que descriu el comportament d'una persona diabètica. Això fa possible que els científics experimentin els efectes del dispositiu cel·lular regulador de la glucèmia en un entorn virtual, com a pas previ a una futura implementació en persones reals.

Una vegada que les cèl·lules i l'ordinador estan intercomunicats, l'ordinador pot modificar els nivells de glucosa que detecta el dispositiu cel·lular imitant els nivells que tindrà una persona amb diabetis. Aquest innovador sistema experimental permet avaluar la funcionalitat dels dispositius cel·lulars i realitzar canvis en el seu disseny per tal d'optimitzar-lo.

Com ha manifestat Macía, "malgrat els resultats positius obtinguts, encara queda molt de camí perquè aquesta tecnologia mèdica pugui ser aplicada a les persones diabètiques". Per exemple cal investigar quines cèl·lules humanes són les més adequades per implementar aquest sistema i saber com funcionarà aquest nou sistema en individus reals, els primers dels quals hauran de ser models animals de laboratori.