2 tipo cukrinis diabetas: kavos naudojimas „gliukozės kontrolei“
Vieną dieną žmonės, sergantys 2 tipo cukriniu diabetu, sintetinės biologijos dėka gali reguliuoti cukraus kiekį kraujyje gerdami arbatą ar kavą.
Šveicarijos ETH Ciuricho mokslininkai sukūrė ir išbandė sintetinę genų grandinę, kuri reaguoja į gėrimų kofeino koncentraciją.
Tai pasiekiama išleidus gliukozės kontrolinį junginį, naudojamą 2 tipo diabetui gydyti.
Mokslininkai įterpė grandinę į ląsteles ir implantavo jas į diabetines peles.
Jie parodė, kad vartojant kavą sumažėjo gliukozės kiekis kraujyje, atsižvelgiant į skirtingas kofeino dozes.
Kai kofeinas pateko į pelių kraują, jis suaktyvino sintetinių genų grandinę, dėl kurios jis išskyrė junginį, kad sumažintų gliukozės kiekį.
Tyrėjai savo išvadas pateikia neseniai žurnale paskelbtame tyrimo dokumente Gamtos komunikacijos.
Diabeto našta auga visame pasaulyje
Diabetas yra vis didėjanti visuomenės sveikatos problema, kuria serga šimtai milijonų žmonių visame pasaulyje.
Epidemija pirmiausia kyla dėl didėjančio 2 tipo cukrinio diabeto - būklės, kuri atsiranda, kai ląstelės praranda gebėjimą naudoti insuliną, kad gliukozė arba cukraus kiekis kraujyje virstų energija.
Jungtinėse Amerikos Valstijose diagnozuota maždaug 23,1 milijono diabeto atvejų - didžioji jų dalis yra 2 tipo. Apskaičiuota, kad šios naštos metinės išlaidos viršija 245 mlrd. USD.
Nors pastaraisiais metais gydymas žymiai pasistūmėjo į priekį ir gali žymiai sumažinti komplikacijų riziką, diabetas vis dar yra septintoji pagrindinė mirties priežastis JAV.
Ši našta galėtų būti sumažinta, jei daugiau asmenų pasiektų gydytojų rekomenduojamus gydymo tikslus. Ekspertai teigia, kad norint išspręsti šią problemą mums reikia geresnių „priežiūros modelių“.
Šiuo metu pacientai turi stebėti gliukozės kiekį kraujyje po kiekvieno valgio ir greitai reaguoti į bet kokį padidėjimą taikydami paskirtą gydymą.
Sintetinė biologija ir genų grandinės
Mokslininkai sintetinę biologiją apibūdina kaip „inžinerijos ir biologijos susiliejimą“, kuri pastaraisiais metais leido mokslininkams sugalvoti genų grandines biomedicinos reikmėms.
Sintetinės genų grandinės perprogramuoja ląsteles tam tikru būdu naudoti esamas mašinas.
Vienas iš to pavyzdžių yra „molekulinių jungiklių“, galinčių stipriai kontroliuoti imunines ląsteles, sukūrimas siekiant padaryti saugesnį ir tikslesnį vėžio gydymą, sukūrimas.
Kurdami sintetines genų grandines, mokslininkai susiduria su daugybe iššūkių. Tarp jų yra tinkamo paleidiklio pasirinkimas, kad grandinė nebūtų įjungta per klaidą, ir užtikrinimas, kad atsakas būtų ribojamas tuo, kurio reikia ir nesukeltų šalutinio poveikio.
Kofeino sukeliama peptidų gamyba
Straipsnyje mokslininkai aprašo, kaip jie sukūrė „visiškai sintetinius receptorius, kurie jaučia kofeiną“ tokiais pat lygiais, kokie yra įprastame kavos puodelyje.
Receptoriai yra baltymai, kurie sėdi ant ląstelių paviršiaus ir reaguoja tik tada, kai susiduria su tam tikra molekule, kaip unikalus raktas, įkištas į spyną. Šis prisijungimo veiksmas sukelia specifinę reakciją ląstelės viduje.
Čia veiksnys yra kofeinas, o reakcija yra „sintetinio žmogaus į gliukagoną panašaus peptido 1“, kuris yra junginys, naudojamas gydant 2 tipo cukrinį diabetą, siekiant sumažinti gliukozės kiekį kraujyje, gamyba.
Tyrimo autoriai genetinę grandinę vadina „kofeinu stimuliuojamu pažangiu reguliatoriumi (C-STAR)“. Jie išbandė C-STAR įdėdami jį į „dizainerio langelius“.
Tyrėjai laboratorijoje išbandė C-STAR ląstelių reakciją į įvairius kofeino šaltinius ir dozes, įskaitant komercinius gėrimų ženklus. Jie taip pat implantavo ląsteles į peles, kurios buvo išvestos 2 tipo diabetui išsivystyti.
„Pagerinta gliukozės kontrolė“
Atliekant ląstelių tyrimus ir pelėms, implantuotoms su C-STAR ląstelėmis, kofeinas sukėlė grįžtamąjį ir nuo dozės priklausantį genų ekspresijos pokytį.
Iš pradžių komanda tiesiog išbandė trigerio poveikį susiedama jį su „reporterio genu“, kuris užkodavo baltymą, kurį jie galėjo išbandyti.
Tada mokslininkų grupė pakeitė reporterio geną genu, kuris koduoja „inžinerijos būdu gautą baltymą, kuriam kliniškai suteikta licencija“ 2 tipo diabetui gydyti, kuris yra sintetinis žmogaus gliukagoną primenantis peptidas 1.
Suveikus, grandinė paskatino ląsteles gaminti į gliukagoną panašų peptidą 1. Gydytoms pelėms nustatyta „žymiai pagerėjusi“ gliukozės kontrolė, palyginti su negydytomis kontrolinėmis.
„Terapija integruojama į gyvenimo būdą“
Komanda teigia, kad vienas iš kofeino, kaip veiksnio, naudojimo pranašumų yra tas, kad jis yra „netoksiškas, nebrangus ir yra tik konkrečiuose gėrimuose“.
Naujas tyrimas rodo, kad įmanoma „tiksliai sureguliuoti“ procedūras, pagrįstas sintetinėmis genų grandinėmis, kad reaguotų į kasdienius gėrimus „tokius kaip arbata ir kava be jokių papildomų chemikalų“, pažymi autoriai.
Be to, „integruodami terapiją į gyvenimo būdą“, mokslininkai teigia, kad šis metodas galėtų būti būdas priversti pacientus lengviau laikytis gydymo režimų, kaip jie daro išvadą:
„Naudodamiesi įprastais kultūriniais įpročiais, tokiomis sistemomis pagrįstos terapijos turėtų sklandžiai integruotis į žmonių gyvenimo būdą, todėl galėtų būti pagrindinis ramstis, ant kurio gali remtis naujos kartos individualizuota medicina.“
