Tip 2 diyabet: 'Glikoz kontrolü' için kahve kullanma
Sentetik biyoloji sayesinde bir gün tip 2 diyabet hastaları çay veya kahve içerek kan şekerlerini düzenleyebilirler.
İsviçre'deki ETH Zurich'teki bilim adamları, kafein içecek konsantrasyonlarına yanıt veren sentetik bir gen devresi tasarladı ve test etti.
Bunu, tip 2 diyabeti tedavi etmek için kullanılan bir glikoz kontrol bileşiğini serbest bırakarak başarır.
Araştırmacılar devreyi hücrelere yerleştirdiler ve diyabetik farelere yerleştirdiler.
Kahve tüketiminin, farklı kafein dozlarına paralel olarak kan şekeri seviyelerini düşürdüğünü gösterdiler.
Kafein, farelerin kan dolaşımına girdikten sonra, sentetik gen devresini aktive ederek, glikoz seviyelerini düşürmek için bileşiği serbest bırakmasına neden oldu.
Araştırmacılar bulgularını son zamanlarda dergide yayınlanan bir çalışma makalesinde bildiriyorlar. Doğa İletişimi.
Diyabet yükü dünya çapında artıyor
Diyabet, dünya çapında yüz milyonlarca insanı etkileyen, büyüyen bir halk sağlığı sorunudur.
Salgın temel olarak, hücreler glikozu veya kan şekerini enerjiye dönüştürmek için insülin kullanma yeteneklerini kaybettiklerinde gelişen bir durum olan tip 2 diyabet oranlarının yükselmesinden kaynaklanmaktadır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 23,1 milyon diyabet vakası teşhis edilmiştir - bunların büyük çoğunluğu tip 2'dir. Bu yükün tahmini yıllık maliyeti 245 milyar doları aşmaktadır.
Ancak, tedaviler son yıllarda önemli ölçüde ilerlemiş ve komplikasyon riskini önemli ölçüde azaltabilmiş olsa da, diyabet, ABD'de hala yedinci önde gelen ölüm nedenidir.
Daha fazla kişi, doktorlarının önerdiği tedavi hedeflerine ulaşırsa bu yük azaltılabilir. Uzmanlar, sorunu çözmek için daha iyi "bakım modellerine" ihtiyacımız olduğunu öne sürüyorlar.
Şu anda, hastalar her yemekten sonra kan şekeri seviyelerini izlemek ve reçete edilen tedaviyle herhangi bir artışa derhal yanıt vermek zorundadır.
Sentetik biyoloji ve gen devreleri
Araştırmacılar, sentetik biyolojiyi, son yıllarda bilim adamlarının biyomedikal kullanım için gen devreleri tasarlamalarına olanak tanıyan bir "mühendislik ve biyoloji arasındaki füzyon" olarak tanımlıyor.
Sentetik gen devreleri, hücreleri mevcut makinelerini belirli bir şekilde kullanmaları için yeniden programlar.
Bunun bir örneği, kanser tedavisini daha güvenli ve daha hassas hale getirmek için bağışıklık hücrelerini sıkı bir şekilde kontrol edebilen "moleküler anahtarların" geliştirilmesidir.
Bilim adamları, sentetik gen devrelerini tasarlarken bir dizi zorlukla karşı karşıyadır. Bunlar arasında, devrenin yanlışlıkla etkinleştirilmemesi için doğru tetikleyicinin seçilmesi ve yanıtın gerekli olanla sınırlı kalması ve yan etki üretmemesi yer alır.
Kafeinle tetiklenen peptid üretimi
Makalede bilim adamları, tipik bir fincan kahvede bulunanlara eşdeğer seviyelerde "kafeini algılayan tamamen sentetik reseptörler" oluşturduklarını anlatıyorlar.
Reseptörler, hücrelerin yüzeyinde oturan ve bir kilide yerleştirilmiş benzersiz bir anahtar gibi, yalnızca belirli bir molekülle karşılaştıklarında tepki veren proteinlerdir. Bu bağlanma eylemi, hücre içinde belirli bir reaksiyonu tetikler.
Burada tetikleyici kafeindir ve reaksiyon, kandaki glikoz seviyelerini düşürmek için tip 2 diyabet tedavisinde kullanılan bir bileşik olan "sentetik insan glukagon benzeri peptit 1" üretimidir.
Çalışma yazarları, genetik devreyi "kafeinle uyarılan gelişmiş düzenleyici (C-STAR)" olarak adlandırıyor. C-STAR'ı "tasarımcı hücrelere" yerleştirerek test ettiler.
Araştırmacılar, C-STAR hücrelerinin, ticari içecek markaları da dahil olmak üzere laboratuvarda çeşitli kaynaklara ve kafein dozlarına tepkisini test ettiler. Ayrıca hücreleri, tip 2 diyabet geliştirmek için yetiştirilen farelere yerleştirdiler.
"Gelişmiş glikoz kontrolü"
Hem hücre testlerinde hem de C-STAR hücreleri implante edilen farelerde, kafeinin varlığı, gen ekspresyonunda tersine çevrilebilir ve doza bağlı bir değişikliği tetikledi.
Ekip ilk başta, tetikleyicinin etkisini test edebilecekleri bir proteini kodlayan bir "muhabir gen" e bağlayarak test etti.
Daha sonra araştırma ekibi, raportör geni, sentetik insan glukagon benzeri peptit 1 olan tip 2 diyabetin tedavisi için “klinik olarak lisanslanmış tasarlanmış bir protein” kodlayan bir genle değiştirdi.
Devre, tetiklendikten sonra hücrelerin glukagon benzeri peptit 1 üretmesine neden oldu. Tedavi edilen fareler, tedavi edilmeyen kontrollere kıyasla "büyük ölçüde gelişmiş" glikoz kontrolü gösterdi.
"Yaşam tarzıyla entegre terapi"
Ekip, kafeini tetikleyici olarak kullanmanın avantajlarından birinin "toksik olmaması, ucuz olması ve yalnızca belirli içeceklerde bulunması" olduğunu öne sürüyor.
Yazarlar, yeni çalışma, sentetik gen devrelerine dayalı tedavilerin "çay ve kahve gibi günlük içeceklere herhangi bir ek kimyasal eklenmeden" tepki vermek için "ince ayar yapmanın" mümkün olduğunu gösteriyor.
Dahası, "terapiyi yaşam tarzıyla bütünleştirerek" araştırmacılar, bu yaklaşımın hastaların tedavi rejimlerine daha kolay uyum sağlamaları için bir yol olabileceğini öne sürüyorlar:
"Rutin kültürel alışkanlıklardan yararlanan bu tür sistemlere dayalı terapiler, insanların yaşam tarzına sorunsuz bir şekilde entegre olmalı ve bu nedenle, yeni nesil kişiselleştirilmiş tıbbın üzerine inşa edebileceği temel bir dayanak olabilir."
