Дијабетес типа 2: Коришћење кафе за „контролу глукозе“
Једног дана, људи са дијабетесом типа 2 можда ће моћи да регулишу шећер у крви пијући чај или кафу, захваљујући синтетичкој биологији.
Научници из ЕТХ Зурицх у Швајцарској су дизајнирали и тестирали синтетичко генско коло које реагује на концентрацију кофеина у пићима.
То постиже ослобађањем једињења за контролу глукозе које се користи за лечење дијабетеса типа 2.
Истраживачи су круг убацили у ћелије и уградили их у дијабетичке мишеве.
Показали су да конзумација кафе смањује ниво глукозе у крви у складу са различитим дозама кофеина.
Једном када је кофеин ушао у крвоток мишева, активирао је синтетичко генско коло, због чега је ослобађао једињење да би смањио ниво глукозе.
Истраживачи извештавају о својим налазима у студијском раду објављеном недавно у часопису Натуре Цоммуницатионс.
Терет дијабетеса расте широм света
Дијабетес је растући јавноздравствени проблем који погађа стотине милиона људи широм света.
Епидемија је првенствено узрокована порастом стопе дијабетеса типа 2, стања које се развија када ћелије изгубе способност да користе инсулин за претварање глукозе или шећера у крви у енергију.
У Сједињеним Државама дијагностиковано је приближно 23,1 милиона случајева дијабетеса - велика већина их је типа 2. Процењени годишњи трошак овог терета прелази 245 милијарди долара.
Али иако су третмани значајно напредовали последњих година и могу значајно смањити ризик од компликација, дијабетес је и даље седми водећи узрок смрти у САД-у
Овај терет би се могао смањити ако би више појединаца постигло циљеве лечења које препоручују њихови лекари. Стручњаци сугеришу да су нам потребни бољи „модели неге“ за решавање проблема.
Тренутно пацијенти морају да прате ниво глукозе у крви након сваког оброка и одмах реагују на свако повећање прописаним лечењем.
Синтетичка биологија и генска кола
Истраживачи описују синтетичку биологију као „фузију између инжењерства и биологије“ која је последњих година омогућила научницима да осмисле генске кругове за биомедицинску употребу.
Синтетички генски кругови репрограмирају ћелије да би користили постојеће машине на одређени начин.
Један пример за то је развој „молекуларних прекидача“ који могу строго контролисати имуне ћелије у покушају да лечење карцинома учине сигурнијим и прецизнијим.
Научници се суочавају са бројним изазовима приликом дизајнирања синтетичких генских кола. Међу њима је одабир правог окидача тако да се круг не активира грешком и осигуравање да одговор буде ограничен на онај који је потребан и не производи нежељене ефекте.
Производња пептида изазваног кофеином
У раду научници описују како су створили „потпуно синтетичке рецепторе који осећају кофеин“ на нивоима еквивалентним онима који су присутни у типичној шољи кафе.
Рецептори су протеини који седе на површини ћелија и реагују само када наиђу на одређени молекул, попут јединственог кључа уметнутог у браву. Овај чин везивања покреће специфичну реакцију унутар ћелије.
Овде је окидач кофеин, а реакција је производња „синтетичког хуманог глукагона сличног пептида 1“, који је једињење које се користи у лечењу дијабетеса типа 2 за снижавање нивоа глукозе у крви.
Аутори студије генетски круг називају „напредним регулатором стимулисаним кофеином (Ц-СТАР)“. Тестирали су Ц-СТАР убацивањем у „дизајнерске ћелије“.
Истраживачи су у лабораторији тестирали одговор ћелија Ц-СТАР на различите изворе и дозе кофеина, укључујући комерцијалне марке пића. Такође су уградили ћелије мишевима који су узгајани да би развили дијабетес типа 2.
„Побољшана контрола глукозе“
И у ћелијским тестовима и код мишева којима су имплантирани Ц-СТАР ћелије, присуство кофеина покренуло је реверзибилну и од дозе зависну промену у експресији гена.
У почетку је тим само тестирао ефекат окидача повезујући га са „репортер-геном“ који је кодирао протеин који би могли да тестирају.
Тада је истраживачки тим заменио репортер ген са геном који кодира „пројектовани протеин са клиничком дозволом“ за лечење дијабетеса типа 2, који је синтетички хумани глукагон-сличан пептид 1.
Једном покренуто, коло је узроковало да ћелије производе пептид сличан глукагону 1. Третирани мишеви су показали „знатно побољшану“ контролу глукозе у поређењу са нетретираним контролама.
„Терапија интегрисана са животним стилом“
Тим сугерише да је једна од предности употребе кофеина као окидача то што је „нетоксичан, јефтин и присутан само у одређеним пићима“.
Нова студија показује да је могуће „фино подесити“ третмане засноване на синтетичким генским круговима како би се реаговало на свакодневна пића „попут чаја и кафе без додавања било каквих додатних хемикалија“, напомињу аутори.
Штавише, „интегришући терапију са животним стилом“, истраживачи сугеришу да би приступ могао бити начин да се пацијенти лакше придржавају режима лечења, како закључују:
„Користећи рутинске културне навике, терапије засноване на таквим системима требале би се неприметно интегрисати у животни стил људи, и стога би могле бити кључни стуб на којем може да се гради нова генерација персонализоване медицине.“
