Investigadores chinos han desarrollado un probiótico modificado genéticamente que detecta niveles de glucosa en el intestino y libera GLP-1 de forma autónoma, reduciendo los niveles de azúcar en sangre en diferentes modelos animales de diabetes.
En los últimos años la biología sintética ha abierto la posibilidad de programar organismos vivos para que actúen como fármacos vivos dentro del organismo. Bacterias, levaduras y otras células diseñadas en el laboratorio pueden diseñarse y ser entrenadas para detectar señales biológicas concretas y responder con una acción terapéutica.
La diabetes mellitus tipo 2 representa uno de los escenarios en los que un fármaco vivo resultaría especialmente atractivo, ya que se trata de una alteración de los niveles de glucosa. En la actualidad esta enfermedad crónica y progresiva afecta a más de 500 millones de personas en todo el mundo. El manejo de la diabetes combina cambios en el estilo de vida con fármacos orales e inyectables, como los agonistas del receptor de GLP-1, que se han consolidado como una opción terapéutica para determinados pacientes. Sin embargo, estos tratamientos tienen limitaciones. Se administran de forma contínua con dosis fijas que no se ajustan a los cambios en tiempo real y pueden provocar efectos adversos.
Un equipo de Investigadores de la Universidad Normal del Este de China y la Academia de Shanghai de Ciencias Naturales acaba materializar la idea de un probiótico de diseño para la diabetes. Los investigadores han desarrollado una bacteria capaz de detectar cuándo la glucosa supera un umbral diabético en sangre y liberar GLP-1 solo en ese momento.
Un sensor bacteriano que imita a las células del intestino
Para conseguir la regulación de la glucosa el equipo utilizó una cepa de bacterias probióticas habitual del intestino, Escherichia coli Nissle 1917. Y mediante ingeniería genética introdujo en estas bacterias un circuito o sensor sintético articulado alrededor del gen HexR.
El funcionamiento del sistema es sencillo. Cuando la disponibilidad de glucosa es baja, HexR mantiene bloqueada la expresión del circuito. Cuando aumenta, el metabolismo bacteriano genera una molécula que modifica la actividad de HexR y permite activar el gen terapéutico. De esta forma, las bacterias pueden producir GLP-1 mientras la glucosa permanece elevada y reducir su producción cuando desciende. Los experimentos mostraron además que la respuesta era reversible.
En modelos de ratón con diabetes u obesidad, el probiótico, denominado GIFT (del inglés glucose-sensing and functional response probiotic living drug) redujo la glucemia, mejoró la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina, y mostró efectos favorables sobre otros parámetros metabólicos y algunas complicaciones asociadas. Además, respondió a aumentos de glucosa tras alimentos ricos en azúcar y redujo los picos posprandiales.
En macacos con diabetes tipo 2, una dosis oral de bacterias probióticas aumentó GLP-1 e insulina y redujo la glucosa durante varios días. La administración repetida durante cinco semanas también mejoró la glucemia, la tolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina.
Hacia bacterias probióticas contra la diabetes en humanos
El trabajo demuestra, por ahora en modelos animales, que un probiótico puede funcionar como un sistema biológico programable que detecta glucosa y responde produciendo una molécula terapéutica.
Una de las principales características del sistema es que combina detección y respuesta en la misma bacteria. Al actuar solo cuando hay picos de azúcar, se evita el riesgo de sufrir bajadas peligrosas de glucosa en sangre, un problema común con los tratamientos inyectables de insulina. Además, las bacterias diseñadas como probiótico permanecieron de forma transitoria en el intestino, lo que facilitaría detener la intervención en caso de necesidad, simplemente interrumpiendo su administración.
De momento, los resultados todavía son preclínicos y no permiten anticipar su eficacia o seguridad en personas. Los experimentos utilizaron grupos pequeños de animales y el estudio en primates no incluyó un grupo tratado únicamente con la bacteria sin el circuito terapéutico. Un aspecto prometedor es que, en las pruebas realizadas, las bacterias fueron bien toleradas, no provocaron inflamación y mejoraron la diversidad de la propia microbiota intestinal de los animales.
Antes de plantear una posible evaluación clínica de las bacterias probióticas en pacientes con diabetes quedan también cuestiones técnicas. Los autores señalan la necesidad de integrar el circuito de forma estable en el cromosoma bacteriano, eliminar marcadores de resistencia a antibióticos y suprimir una región genética de E. coli Nissle 1917, asociada a la producción de colibactina y a potencial genotoxicidad. También será necesario estudiar con mayor detalle los efectos de administraciones prolongadas sobre el microbioma intestinal y confirmar su seguridad, estabilidad y capacidad de fabricación bajo condiciones compatibles con el uso clínico.
Artículo científico
Guan, N., Kong, D., Gao, X. et al. Glucose-responsive probiotics for glycaemic modulation in mice and monkeys. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10909-6
