Conceptos básicos sobre la insulina y sus innovaciones

Existen diferentes tipos de insulina (La hormona que ayuda al cuerpo a convertir la glucosa en energia) dependiendo de la rapidez con la que funcionan, cuándo alcanzan su punto máximo y cuánto tiempo duran.

• La insulina está disponible en diferentes concentraciones; la más común es U-100.
• Toda la insulina disponible en los Estados Unidos se fabrica en un laboratorio, pero la insulina animal todavía se puede importar para uso personal.

Dentro del páncreas (El organo que produce insulina de forma natural), las células beta producen la hormona insulina. Con cada comida, las células beta liberan insulina para ayudar al cuerpo a utilizar o almacenar la glucosa en sangre que obtiene de los alimentos.

En las personas con diabetes tipo 1, el páncreas ya no produce insulina. Las células beta han sido destruidas y necesitan inyecciones de insulina para usar la glucosa de las comidas.

Las personas con diabetes tipo 2 producen insulina, pero sus cuerpos no responden bien a ella. Algunas personas con diabetes tipo 2 necesitan pastillas para la diabetes o inyecciones de insulina para ayudar a sus cuerpos a usar la glucosa como fuente de energía.

La insulina no se puede tomar en forma de pastilla porque se descompondría durante la digestión al igual que la proteína de los alimentos. Se debe inyectar en la grasa debajo de la piel para que llegue a la sangre. En algunos casos raros, la insulina puede provocar una reacción alérgica en el lugar de la inyección. Hable con su médico si cree que puede estar experimentando una reacción.

Tipos de insulina

   
La insulina de acción rápida, comienza a funcionar aproximadamente 15 minutos después de la inyección, alcanza su punto máximo en aproximadamente 1 hora y continúa funcionando durante 2 a 4 horas. Tipos: Insulina glulisina (Apidra), insulina lispro (Humalog) e insulina aspart (NovoLog)
    
La insulina regular o de acción corta por lo general llega al torrente sanguíneo dentro de los 30 minutos después de la inyección, alcanza su punto máximo entre 2 y 3 horas después de la inyección, y es eficaz durante aproximadamente 3 a 6 horas. Tipos: Humulin R, Novolin R
    
La insulina de acción intermedia generalmente llega al torrente sanguíneo de 2 a 4 horas después de la inyección, alcanza su punto máximo de 4 a 12 horas después y es efectiva durante 12 a 18 horas. Tipos: NPH (Humulin N, Novolin N)
    
La insulina de acción prolongada llega al torrente sanguíneo varias horas después de la inyección y tiende a reducir los niveles de glucosa de manera bastante uniforme durante un período de 24 horas. Tipos: Detemir de la insulina (Levemir) e insulina glargina (Lantus)

La insulina premezclada puede ser útil para las personas que tienen problemas para extraer la insulina de dos frascos y leer las instrucciones y dosis correctas. También es útil para aquellos que tienen una visión o destreza deficiente y es conveniente para las personas cuya diabetes se ha estabilizado con esta combinación.

Afrezza es una insulina inhalada de acción rápida que se administra al comienzo de cada comida y que puede ser usada por adultos con diabetes tipo 1 o tipo 2. Afrezza no es un sustituto de la insulina de acción prolongada. Afrezza debe usarse en combinación con insulina inyectable de acción prolongada en pacientes con diabetes tipo 1 y en pacientes tipo 2 que usan insulina de acción prolongada.

La insulina inhalada comienza a funcionar en 12 a 15 minutos, alcanza su punto máximo en 30 minutos y está fuera de su sistema en 180 minutos. Tipos: Sistema de inhalación de insulina Technosphere (Afrezza)

Características de la insulina

La insulina tiene 3 características:

1. El inicio es el tiempo que transcurre antes de que la insulina llegue al torrente sanguíneo y comience a reducir la glucosa en la sangre.
2. El tiempo pico es el tiempo durante el cual la insulina está al máximo de su potencia en términos de reducción de la glucosa en sangre.
3. La duración es el tiempo que la insulina continúa bajando la glucosa en la sangre.

Fuerza de la insulina


Todas las insulinas vienen disueltas o suspendidas en líquidos. La dosis estándar y más comúnmente usada en los Estados Unidos hoy en día es U-100, lo que significa que tiene 100 unidades de insulina por mililitro de líquido, aunque la insulina U-500 está disponible para pacientes que son extremadamente resistentes a la insulina.

El U-40, que contiene 40 unidades de insulina por mililitro de líquido, se ha eliminado en general en todo el mundo, pero es posible que todavía se pueda encontrar en algunos lugares (y la insulina U-40 todavía se utiliza en la atención veterinaria).

La insulina y sus principales innovaciones.

Para muchas personas con diabetes, la insulina es una parte integral de la vida. Tan integral que es fácil olvidar que la insulina no siempre ha existido. Hace menos de un siglo, los médicos no tenían ni idea de lo que causaba la diabetes, sólo que mataba: El paciente promedio con lo que ahora llamamos diabetes tipo 1 vivió sólo tres años después del diagnóstico.

A principios de la década de 1920, dos jóvenes canadienses llamados Frederick Banting y Charles Best, basados en el trabajo de científicos de todo el mundo, dieron un gran paso adelante: Descubrieron que la insulina, una proteína producida por el páncreas, ayudaba a indicar a las células del cuerpo que absorbieran la glucosa que circula en la sangre. Sin insulina, el cuerpo no podría utilizar la glucosa en sangre como fuente de energía.

El descubrimiento de la insulina en 1921 ayudó a definir la diabetes como una enfermedad endocrina. El campo de la endocrinología examina cómo las hormonas como la insulina influyen en los procesos críticos del cuerpo. Cuando a los primeros pacientes se les administró insulina, los resultados fueron dramáticos. "Aquellos que vieron al primer diabético hambriento, a veces comatoso, recibir insulina y regresar a la vida vieron uno de los milagros genuinos de la medicina moderna", escribió el historiador Michael Bliss en su libro El Descubrimiento de la Insulina.

Pero la insulina aún tenía un largo camino por recorrer. Las primeras insulinas se recolectaron de conejos y cerdos. Eran difíciles de producir, y los problemas con la purificación podían hacer que la gente se enfermara peligrosamente. Las agujas que requerían afilado y las jeringas de vidrio eran crudas comparadas con las que la gente usa hoy en día; la prueba de glucosa era imprecisa y difícil.

A lo largo de las décadas, los científicos han hecho grandes progresos. Desde principios de la década de 1980, la mayor parte de la insulina se ha producido utilizando bacterias o levaduras modificadas genéticamente. Los científicos introducen un trozo de ADN humano altamente modificado en el código genético de la bacteria o levadura, lo que hace que produzca insulina.

Casi un siglo después del descubrimiento de Banting and Best, la insulina es muy diferente de lo que era en aquellos días: Hay una variedad vertiginosa de diferentes formulaciones y variedades, cada una diseñada para actuar de una manera ligeramente diferente.

Y hay más innovación en camino. El aumento constante de la diabetes tipo 2 en todo el mundo presenta importantes necesidades médicas insatisfechas y oportunidades de negocio en forma de tratamientos para la diabetes, incluidas nuevas formas de administrar insulina.

Como era de esperar, las compañías farmacéuticas están invirtiendo dinero en investigación y personal para crear la próxima gran cosa en el tratamiento de la diabetes. "No es sólo que seamos tecnológicamente capaces de hacer estas cosas con mayor precisión y facilidad, sino que existe un enorme mercado de medicamentos para la diabetes", dice la profesora de la Universidad MCPHS Alissa Segal, PharmD, que también es farmacéutica clínica del Centro Joslin para la Diabetes. "La presión para que las compañías se involucren en la modificación de la insulina es enorme."

De hecho, el progreso constante puede tener una desventaja, como dos médicos argumentaron recientemente en The New England Journal of Medicine. Explicaron que, aunque la mayoría de los medicamentos se descubren una vez y luego se vuelven baratos cuando están disponibles como genéricos, la insulina es más bien un objetivo móvil. A medida que las insulinas mejoradas salen al mercado, sus predecesores -a menudo perfectamente seguros y eficaces- ya no se producen. "Todavía no existe un suministro barato de insulina para las personas que viven con diabetes en Norteamérica", escriben los autores, "y los estadounidenses están pagando un precio muy alto por el rejuvenecimiento continuo de esta antigua de las medicinas modernas".


Mientras que algunos investigadores están trabajando en formas de hacer que la insulina inyectada dure el mayor tiempo posible en el cuerpo, otros están encontrando formas de ponerla a trabajar de manera rápida e indolora. En febrero, Sanofi liberó una insulina inhalable para las comidas llamada Afrezza.

Afrezza es una insulina de acción rápida en polvo muy fino que llega al cuerpo a través de los pulmones, que están formados por millones de pequeñas vías respiratorias. Desplegados, cubrirían media cancha de tenis. Cuando usted inhala, el polvo se distribuye a través de estas vías respiratorias y se traslada rápidamente a la sangre. "A medida que se introduce el aire, también se forman partículas de insulina tan pequeñas que llegan a los pulmones profundos", dice Stefan Schwarz, PhD, MBA, director de la marca Afrezza para Sanofi. El polvo se absorbe casi tan pronto como llega a los pulmones, pasando al torrente sanguíneo en cinco o seis segundos, dice.
Haga clic aquí para obtener una lista de insulinas disponibles en los Estados Unidos.

Eso, afirma Sanofi, hace que Afrezza sea extremadamente conveniente: Inhale mientras está sentado para una comida, no de 20 a 30 minutos antes como con las inyecciones, por ejemplo. "Como paciente, usted puede[inhalar] en el momento en que comienza a comer y ve el pico de insulina en un lapso de 12 a 15 minutos", dice Schwarz. "Es muy rápido y sale de tu sistema muy rápidamente. En 180 minutos, todo está fuera de tu sistema". De esa manera, mientras su comida se está digiriendo, hay menos posibilidades de que usted tenga demasiada insulina circulante, lo cual lo pone en riesgo de hipoglucemia.

Antes de obtener una receta, los adultos tendrán que demostrar que sus pulmones están preparados para inhalar por medio de la espirometría, una prueba común de la potencia pulmonar. El medicamento no se recomienda para ciertas personas, como fumadores y aquellos con asma o enfermedad pulmonar obstructiva crónica, debido a los riesgos de efectos adversos. No ha sido probado en niños.

Afrezza no es la primera insulina inhalable. Hace casi una década, la compañía farmacéutica Pfizer introdujo una insulina inhalable llamada Exubera. El medicamento tuvo dificultades para hacerse popular debido a los altos costos en comparación con la insulina tradicional, lo que los pacientes en ese momento decían que eran niveles de dosificación confusos, y un aparato respiratorio incómodo del tamaño de una linterna.

Pfizer sacó a Exubera del mercado en 2007, después de apenas un año. Varias otras compañías con inhalables en las obras hicieron lo mismo, desistiendo de la idea.

Sanofi espera que esta vez sea diferente. El inhalador Afrezza es mucho más pequeño que el dispositivo de Exubera y se parece a un silbato. Y Sanofi prestó atención a la historia de Exubera al desarrollar sus cartuchos dosificadores, que contienen 4 u 8 unidades estándar, diseñados para ser suficientes para una comida típica.

El producto, que ha sido aprobado para adultos con diabetes tipo 1 y tipo 2, está dirigido a "dos segmentos de pacientes muy específicos", dice Schwarz: "personas que no están en control y que realmente necesitan dar el paso a la insulina, pero que no quieren hacerlo debido a las inyecciones y personas con insulina basal que no quieren añadir tres inyecciones más[a la hora de las comidas] en sus ocupadas vidas cada día".

El primer grupo incluye a muchas personas con diabetes tipo 2 que son reacias a pasar al siguiente nivel de tratamiento porque no quieren tratar con agujas. Estudios independientes han demostrado que hasta la mitad de todas las personas con diabetes esperan demasiado tiempo para comenzar con las inyecciones de insulina, a veces dejando pasar cinco años o más después de que su médico les recomienda que comiencen. "La gente está tratando de mantenerse en contacto por el mayor tiempo posible, y a veces más tiempo que saludable", dice Schwarz. "Afrezza es una gran opción para iniciar o intensificar la insulina."

Segal es escéptica de que el inhalable sea particularmente útil para aquellos que inician la insulina: Ella dice que el primer paso de la mayoría de las personas en la insulina es una vez al día la insulina basal de acción prolongada, no las inyecciones a la hora de las comidas. Pero ella ve un tercer grupo que realmente podría apreciar a Afrezza: personas con tipo 1 que han estado lidiando con numerosas inyecciones a base de agujas durante años. "La insulina inhalada proporciona una opción para los pacientes de tipo 1 que podrían necesitar un descanso para sus sitios de inyección", dice. Sin embargo, todavía tendrían que tomar insulina basal.
Próximamente " The Next Lantus?

Sanofi introdujo Lantus, una insulina de acción prolongada, en el mercado estadounidense hace unos 15 años. Conocida genéricamente como insulina glargina, Lantus es ahora uno de los productos de insulina más utilizados en el mundo: Se calcula que 3,5 millones de personas con diabetes utilizan Lantus para mantener estables sus niveles de insulina basal (de fondo) a lo largo de un día completo, con unos ingresos de Sanofi de más de 7.400 millones de dólares al año.

Lantus ha estado protegido por una patente desde su lanzamiento en el año 2000, pero esa patente se agotó a principios de este año. Se espera que esto abra el mercado de insulina basal a las versiones genéricas de la insulina glargina.
El mercado de medicamentos para la diabetes podría estar dejando espacio para insulinas biosimilares en un futuro próximo. Al igual que las versiones genéricas de los medicamentos orales, los biosimilares son versiones más baratas de medicamentos biológicos de marca, como la insulina. Sin embargo, antes de que lleguen a usted, la Administración de Drogas y Alimentos debe examinarlos y revisar su seguridad.

Esto ha estimulado un esfuerzo para hacer un producto que mejore la efectividad de la insulina glargina. Sanofi espera seguir desarrollando el dominio de Lantus con una insulina mejorada llamada Toujeo, más concentrada que Lantus y diseñada para liberarse más lentamente, lo que significa que una dosis durará aún más tiempo. El medicamento fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) a principios de este año.

Otras compañías están revisando la química de la molécula de insulina para encontrar insulinas basales completamente nuevas. Uno de los proyectos más prometedores es la insulina degludec, una nueva formulación desarrollada por Novo Nordisk que está disponible en Europa ahora y en las fases finales de revisión por la FDA. Según Todd Hobb, MD, director médico de Novo Nordisk en Norteamérica, el objetivo de la compañía era producir una insulina basal que pudiera ser dosificada en cualquier momento del día, una vez al día.

Para cambiar la forma en que funciona la insulina, los científicos modificaron la propia molécula de insulina. "Si se observa la molécula de insulina, se pueden hacer cambios menores que tienen efectos significativos en la rapidez con que se descompone", dice Hobb.

Degludec es un buen ejemplo de ello. Los químicos convencieron a las moléculas de insulina para que colgaran juntas en largas cadenas, las cuales se desenganchan una a la vez del extremo de la cadena. "De esa manera, se libera lenta y consistentemente en el torrente sanguíneo", dice Hobb.

Aunque las instrucciones de dosificación no son claras para el medicamento no aprobado, existe cierto interés en una dosificación flexible. Las pruebas de la compañía sugieren que la nueva insulina funciona durante más de 24 horas, posiblemente reduciendo el número de inyecciones necesarias y la eficacia decreciente al final de la dosis.

Por ejemplo, el hijo de 10 años de Hobb, que tiene diabetes tipo 1 y toma Levemir, la respuesta de Novo Nordisk a Lantus: "De lunes a viernes, cuando se levanta para ir a la escuela, se inyecta a las 6:45[a.m.]", dice Hobb. "El sábado y el domingo, quiere dormir hasta las 10. Pero los fines de semana, sus niveles de azúcar en la sangre son más altos porque su insulina basal no pasa de las 24 horas".
Por el camino " Duradero por más tiempo

Incluso mientras Tresiba y Toujeo empujan el sobre de la insulina de acción prolongada más allá de la marca de las 24 horas, los investigadores están trabajando arduamente para encontrar formulaciones que amplíen aún más el poder de permanencia de la insulina basal. "Tres o cuatro días sin inyectarse es el Santo Grial para todos los que diseñan la insulina basal", dice el Dr. Nelson Phillips, bioquímico de la Universidad Case Western Reserve que trata de encontrar nuevas formas de dar forma a la molécula de insulina.

En 2014, la Asociación Americana de Diabetes le otorgó a Phillips una subvención para la innovación, una financiación diseñada para ayudar a trasladar ideas prometedoras del laboratorio a una etapa en la que pudieran ser desarrolladas para que las personas con diabetes las utilizaran realmente. "Las personas con diabetes tienen Lantus y Levemir", explica Phillips. "Estamos tratando de hacer algo aún más duradero."

Una forma en que las insulinas funcionan a largo plazo es manteniendo las moléculas de insulina unidas en grupos. El zinc es una especie de pegamento que los mantiene unidos. Cuando se inyecta insulina en el cuerpo, el zinc se absorbe y los grupos de insulina se desmoronan, lo que permite que la insulina sea absorbida y comience a funcionar para indicar a los tejidos corporales que absorban la glucosa.

El reto para Phillips era encontrar una forma de unir las moléculas de insulina para que permanecieran conectadas incluso después de que el zinc pegajoso se hubiera ido. Al principio, se las arregló, pero los ajustes que tuvo que hacer a las moléculas de insulina redujeron su eficacia.

En el laboratorio, Phillips jugó con una parte diferente de la molécula de insulina. "Lo que hicimos fue añadir otro residuo que aumentaría la potencia", dice. "El diseño también incluye estabilidad, para que no se rompa."

La formulación aún está a años de distancia de la forma comercializable, pero Phillips ha estado probando la nueva insulina en ratas y perros, y hasta ahora "es mucho más duradera que Lantus", dice. "Este es un candidato prometedor."
En el horizonte " Insulina con cerebro

El químico Danny Chou, PhD, de la Universidad de Utah, está aún más a la vanguardia de la ciencia de la insulina. Está mirando más allá de la insulina de acción rápida y liberación lenta hacia lo que él llama insulina "inteligente".

"Nos gustaría tratar de tener insulina que se controle mediante la circulación de los niveles de azúcar en la sangre", explica Chou. "Es activo cuando lo necesitas, pero cuando vas a 100 u 80 mg/dl, se apagará. Sería una insulina que controlaría el azúcar en la sangre en el rango correcto, lo que podría reducir las complicaciones a largo plazo".

Chou no es la primera persona que aborda este problema. Un enfoque cubrió las moléculas de insulina con una capa química que se disolvió cuando la glucosa en sangre alcanzó ciertos niveles, liberando la insulina para hacer su trabajo. Otras eran como pequeñas jaulas con agujeros demasiado pequeños para que la insulina escapara; a medida que aumentaba la glucosa en sangre, las barras se separaban más y dejaban salir la insulina.

Chou dice que hay problemas con esa idea. Con el tiempo, el recubrimiento o las "jaulas" se acumularían en el cuerpo, por ejemplo. "Si usted tiene el material para encapsular, con el tiempo, tiene problemas de bioacumulación", dice Chou. "Y dondequiera que haya materiales extraños, hay preocupación por la respuesta inmunológica", ya que el sistema inmunológico del cuerpo reacciona de manera dañina a los recubrimientos.

En cambio, Chou está intentando modificar la propia molécula de insulina, añadiendo una cadena de proteínas que actúan como una especie de sensor de glucosa. Una vez en el cuerpo, la molécula de insulina individual actuaría como su propio monitor continuo de glucosa. "En un escenario ideal, sería bueno para dos días, o incluso una semana", dice. "No tendrías que preocuparte por lo que comes."

Chou publicó sus primeros resultados a principios de este año, mostrando que su insulina experimental podría superar al Levemir en ratones. Si las cosas van bien, dice, podría estar listo para ensayos clínicos en personas con diabetes en los próximos cinco años. Merck está desarrollando una insulina inteligente similar, que comienza a funcionar cuando la glucosa en sangre es demasiado alta y luego se apaga cuando la glucosa alcanza un nivel seguro, y está en ensayos de fase 1 en humanos. 

La realidad de la vida

Cualquier mirada a las nuevas formulaciones de insulina disponibles para las personas con diabetes tiene que venir con una advertencia: Mucho depende de su seguro médico. "Hay muchas opciones, pero no están necesariamente abiertas a todo el mundo", dice Segal.

Las compañías de seguros negocian directamente con los fabricantes de medicamentos, presionando fuertemente por el precio más bajo para maximizar sus ganancias. A menudo, los planes de seguros enteros exigen un tipo de insulina basal, y luego cambian a cada uno de los miembros del plan a un tipo diferente cuando la aseguradora obtiene un mejor trato. Esto significa que muchos pacientes no tienen acceso a las insulinas más recientes por razones económicas.

La prioridad de los farmacéuticos y los médicos es conseguir que las personas se inyecten la insulina según sea necesario y asegurarse de que la tomen con regularidad, y punto. Una formulación de vanguardia que un paciente no puede permitirse no sirve para nada. "A menudo tenemos que hacer lo que tenemos que hacer para que los pacientes puedan tomar insulina, en lugar de tratar de encontrar la mejor fórmula", dice Segal. Ha observado la prisa por conseguir una mejor insulina con el ojo apreciativo de un científico y el sentido de lo que es posible por parte de un profesional. "Lo que están haciendo es realmente genial, pero también tenemos que ser realistas sobre el mundo en el que viven la mayoría de los pacientes", dice.