¿La melodía para la diabetes?: por qué la música podría ayudar a regular la glucemia

Brian May, guitarrista de Queen y astrofísico, escribió We Will Rock You a fines de la década de 1970 porque quería “crear una canción en la que el público pudiera participar”.

La canción ha sido un éxito mundial. Se interpreta generalmente a capella, y se usan las palmas y los pies como ritmo de percusión corporal.

Lo que nunca esperó es que esa canción fue ahora parte de una innovación para llegar a dar una mejor respuesta a las personas con diabetes que necesitan insulina. El estudio se publicó en la revista The Lancet Diabetes & Endocrinology.

Se estima que hoy en el mundo más de 150 millones de personas dependen del suministro externo de esa hormona mediante inyección o bomba.

Investigadores liderados por el Martin Fussenegger, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de la universidad pública ETH Zurich, en Suiza, buscan facilitarles la vida de esas personas a través de soluciones que produzcan y administren la insulina directamente en el organismo.

Desde Basilea, Suiza, el líder de la investigación dialogó con Infobae y detalló los hallazgos.

La iniciativa consiste en 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 se libera en la sangre a partir de esas células, han estudiado y aplicado distintos activadores en los últimos años: luz, temperatura y campos eléctricos.

Pero el último método sorprendió: utilizan música para provocar que las células liberen insulina en cuestión de minutos. Descubrieron que el método funciona especialmente bien cuando se escucha “We Will Rock You”.

Al hacer el experimento, los investigadores utilizaron una proteína de la bacteria Escherichia coli. Sabían que ese tipo de proteínas responde a estímulos mecánicos y son comunes en animales y bacterias. Las usaron para que las células productoras de insulina fueran receptivas a las ondas sonoras.

La proteína se ubica en la membrana de la bacteria y regula la entrada de iones de calcio en el interior celular. Los investigadores incorporaron el modelo de ese canal iónico bacteriano a células humanas productoras de insulina. Al hacerlo, se permite a las células crear por sí mismas el canal iónico e incrustarlo en su membrana.

“Hemos diseñado células humanas con un canal de calcio mecanosensible bacteriano, que se abre al ser estimulado por las ondas sonoras en la gama de graves y vincula el flujo de iones de calcio con la liberación vesicular de insulina”, contó a Infobae el profesor Fussenegger.

Demostraron que el canal de esas células se abre en respuesta al sonido: permiten 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. A su vez, lleva a que las diminutas vesículas llenas de insulina del interior de la célula se fusionen con la membrana celular y liberen la insulina al exterior.

En cultivos celulares, los investigadores determinaron primero qué frecuencias y niveles de volumen activaban con más fuerza los canales iónicos. Contaron con financiamiento del Consejo Europeo de Investigación, la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia y el Consejo Chino de Becas.

Descubrieron que los niveles de volumen en torno a los 60 decibeles 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.

Después, los investigadores analizaron qué géneros musicales generaban una mayor respuesta de la insulina a un volumen de 85 decibeles. Y la canción de rock “We Will Rock You” ocupó el primer lugar. En segundo lugar, estuvo la banda sonora de la película de acción Los Vengadores. En comparación, la respuesta de la insulina a la música clásica y a la música de guitarra fue más bien débil.

“We Will Rock You” desencadenó aproximadamente el 70% de la respuesta insulínica en 5 minutos. Toda la respuesta se consiguió en 15 minutos. Esto es comparable a la respuesta natural de la insulina inducida por la glucosa en personas sanas, según aclaró Fussenegger.

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. “Probamos la célula in vitro y en ratones con diabetes de tipo 1. Los animales tratados con música recuperaron sus niveles de glucosa en sangre”, destacó Fussenegger a Infobae.

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”, explicó 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.

En base a sus estudios en cultivos celulares y ratones, consideran que hay poco riesgo de que las células implantadas en humanos liberen insulina constantemente y al menor ruido.

Otro factor 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.

Pero la aplicación clínica del desarrollo aún está muy lejos. Los investigadores se han limitado a presentar una prueba de concepto en el artículo publicaron. Se necesitará hacer ensayos clínicos que validen los resultados en cultivos y ratones. Pero son optimistas y consideran que podría tener más aplicaciones porque el sistema funciona no sólo con la insulina sino con cualquier proteína que se preste a un uso terapéutico.

En diálogo con Infobae, el presidente de la Asociación Latinoamericana de Diabetes y profesor principal de la Facultad de Medicina de la Universidad Cayetano Heredia de Perú, el doctor Segundo Seclén Santisteban, comentó sobre el estudio: “Es un experimento interesante. Tendría que aplicarse en humanos sanos y luego en personas con diabetes para ver su funcionalidad”.

Resaltó que la música puede tener más beneficios en medicina. “No hay que olvidar que la música en general se ha convertido en un buen tratamiento para distintas enfermedades, como Alzheimer. Por eso, es muy importante la reproducibilidad de la estimulación de las células del páncreas con música en humanos que han hecho en Suiza, y por supuesto, qué clase de música se usa. Seguiremos la evolución del proyecto”.

El músico Brian May ya se enteró sobre el resultado de la investigación con su canción. En la red Instagram difundió un artículo periodístico sobre el estudio.

Escribió: “¡Quién lo hubiera imaginado! ¡We Will Rock You puede ser bueno para la salud! Me alegro. Pero no me alegro en absoluto de que estos científicos torturaran ratones para averiguarlo. Ahora es bien sabido que muchos medicamentos y procedimientos que funcionan en ratones o ratas NO funcionan en humanos”.

Consultado por Infobae, el doctor Santiago Rodríguez Seguí, del Instituto de Fisiología, Biología Molecular, y Neurociencias, que depende de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires y el Conicet, comentó: “Este nuevo método desarrollado en Suiza es una prueba de concepto muy innovadora para la liberación de cargas intracelulares (en este caso usaron la insulina como ejemplo paradigmatico) frente a un estímulo generado a distancia y que puede ser programado”.

La principal ventaja -puntualizó el científico argentino- es que “este nuevo sistema permiter controlar de manera externa la liberacion de las “cargas”, como la síntesis de insulina, mediante una estimulación mecánica que llegue a las células. En este caso, la estimulación sonora a través parlantes ubicados en contacto con la panza de los ratones en los cuales se implantaron estas células.

Sin embargo, el avance tiene algunas limitaciones, precisó Rodríguez Seguí. Las “cargas” intracelulares deben ser generadas por la propia célula. Se debe realizar una ingenieria genetica para insertar los genes que le confieren la respuesta a las células de interés. Esas células posteriormente deben implantarse en un lugar del organismo al que se pueda acceder con ondas sonoras.

También se debe disponer de un control “externo” que defina cuándo deben liberarse las cargas (insulina, en este caso). “Si bien como prueba de concepto este trabajo resulta sumamente innovador, hay otros enfoques más fisiológicos que ya están siendo probados en ensayos clínicos para la reversión de manera cuasi permanente del cuadro clínico en pacientes con diabetes”, aclaró.

“Esos enfoques consisten en la producción de nuevas células beta fuera del organisno, a partir de la diferenciacion de células madre humanas, que luego son implantadas (de manera similar a lo que hicieron en este trabajo en ratones) en pacientes con diabetes -agregó el investigador-. La ventaja de este enfoque es que las células beta generadas ya cuentan con el mecanismo fisiológico para detectar permanentemente los niveles de glucosa y liberar de manera automática niveles de insulina regulados para controlar la glucemia en estos pacientes”.