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Imagen al microscopio de piel de ratón modificada para responder a la glucosa

Biomedicina

CRISPR convierte la piel en un sensor viviente para medir la glucosa en sangre

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El experimento en ratones podría ser adaptado a pacientes diabéticos para evitar los pinchazos necesarios para medir sus niveles de azúcar. El injerto de piel modificado genéticamente se iluminaría en tiempo real e incluso podría llegar a suministrar glucosa en un ciclo cerrado y autónomo

  • por Antonio Regalado | traducido por Maximiliano Corredor
  • 09 Octubre, 2017

Para los diabéticos, los constantes pinchazos en el dedo para obtener una gota de sangre y medir su nivel de glucosa son una molestia. Pero también son vitales. Un nivel de azúcar en sangre fuera de los límites puede ser mortal. Por eso los ingenieros llevan décadas intentando crear sensores de glucosa no invasivos, una tarea que no está resultando nada fácil. Simplemente no es factible medir con precisión los niveles de azúcar a través de la piel.

Entonces, ¿por qué no rediseñar el propio cuerpo de la persona para que haga la medición? Esa es la brillante idea que han tenido el investigador del departamento Ben May para la Investigación del Cáncer en la Universidad de Chicago (EEUU) Xiaoyang Wu junto a unos colegas.

Gracias a una fascinante mezcolanza de tecnologías, el equipo afirma que ha sido capaz de modificar genéticamente las células de la piel de un ratón para convertirlas en un detector de glucosa. Cuando este detector biológico se injerta en el cuerpo de los animales, funciona todo el tiempo y no necesita batería.

Es la primera vez que la piel viva se convierte en un sensor, afirma Wu, y añade que "una tecnología basada en la piel tendría muchas ventajas" frente a los pinchazos en los dedos o incluso los monitores continuos que utilizan algunos diabéticos. La piel es uno de los órganos más grandes en el cuerpo, señalan Wu y sus colegas en su informe, publicado recientemente en bioRxiv. Afirman que la piel es fácil de conseguir y de retirar más adelante si las cosas van mal.

Para crear su invención biológica, Wu y su equipo empezaron recolectando células madre encargadas de crear piel nueva en ratones. A continuación utilizaron la técnica de edición de genes CRISPR para crear su detector de glucosa incorporado. Para ello añadieron un gen de la bacteria E. coli que produce una proteína que se adhiere a las moléculas del azúcar.

Después añadieron ADN que produce dos moléculas fluorescentes. Así, cuando la proteína de E. coli se pega al azúcar y cambia de forma, acerca o aleja las moléculas fluorescentes entre sí, lo que genera una señal lumínica que el equipo de Wu pudo ver usando un microscopio.

Todo esto se hizo en una placa de laboratorio, así que, a continuación, el equipo probó si las células de detección de glucosa podrían ser incorporadas al cuerpo de un ratón mediante el injerto en la espalda de parches de piel modificada. Wu explica que las células reaccionaron en 30 segundos, cuando a los ratones, a los que previamente se les había dejado con hambre, se les dio una gran dosis de azúcar. Medir la glucosa de esta manera era tan preciso como un análisis de sangre, cosa que también comprobaron.

La tecnología apunta a un uso totalmente nuevo e inesperado para la terapia génica. Pero antes de que una persona tenga un sensor CRISPR en el brazo, la tecnología necesitará algunos ajustes. Para medir el brillo de la piel de sus ratones, Wu tuvo que iluminarla con un láser y mirar a través de un microscopio de laboratorio de gama alta. Eso sería "problemático" para los seres humanos, admite. Así que ya baraja algunas ideas para un enfoque que podría funcionar en personas, pero como puede que solicite una patente y funde una empresa, no está listo para revelarlas.

Una cosa que ya está clara es que la modificación de la piel no tiene por qué limitarse a la función de sensor. Las mismas células podrían modificarse para suministrar medicamentos para el tratamiento de la diabetes. El equipo de Wu desarrolló recientemente un tratamiento de terapia génica que hace que los ratones pierdan peso (ver Cinco herramientas para introducir la edición genética con CRISPR en el cuerpo). Dice que la combinación de su sensor de glucosa basado en la piel con esa terapia génica podría crear un circuito cerrado viviente para controlar la diabetes. El investigador concluye: "Nuestro estudio desvela el potencial de la terapia génica cutánea para diversas aplicaciones clínicas en el futuro".

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