Siekdami patikimo koncepcijos įrodymo, mokslininkų komanda, vadovaujama Martino Fusseneggerio iš Šveicarijos aukštesniosios Ciuricho techninės mokyklos (ETH), sukūrė 2 tipo diabeto gydymo pelėmis sistemą, geriant didelius kiekius kavos. Tiesą sakant, kai gyvūnai geria kavą (ar bet kurį kitą gėrimą su kofeinu, pavyzdžiui, arbatą), ląstelėse, implantuotose pelėms pilvo ertmėje, įjungiama dirbtinė genetinė sistema. Dėl to gaminasi hormonas, kuris padidina insulino gamybą ir taip sumažina cukraus kiekį kraujyje.
Mokslininkai pastebi, kad dirbtinių genetinių sistemų kūrime dalyvaujantys biologai ilgą laiką ieškojo tokių induktorių, kurie galėtų suaktyvinti dirbtinę genetiką. Bet ankstesnės induktorių versijos turėjo problemų. Tai apima antibiotikus, kurie gali skatinti bakterijų atsparumą vaistams, ir maisto priedus, kurie gali sukelti šalutinį poveikį. Kofeinas yra netoksiškas, pigiai gaminamas ir randamas tik tam tikruose gėrimuose, tokiuose kaip kava ir arbata. Šie gėrimai yra labai populiarūs ir visame pasaulyje kasdien geriama daugiau nei du milijardai kavos puodelių.
- „Salik.biz“
Pagrindinis sistemos komponentas yra tas baltymas, kuris gali reaguoti į kofeino buvimą kraujyje. Norėdami tai padaryti, tyrėjai panaudojo kupranugario kūno gaminamus antikūnus, kurie gali aptikti kofeiną. Esant kofeinui, šis antikūnas - aCaffVHH - jungiasi su kofeinu ir po to mažėja. Kitaip tariant, du aCaffVHH jungiasi kartu, suspausdami kofeino molekulę. Tyrėjai pusę baltymo sujungė su vienu antikūnu, o kitą pusę - su antruoju antikūnu, tada, sumažėjus dimensijai, antikūnai gali sudaryti visą funkcinį baltymą. Taigi mokslininkai galėjo aktyvinti šį baltymą tik su kofeino sukelta dimerizacija.
Jautriausia kofeinui buvo sistema, kurioje buvo naudojamas „EpoR“reguliatorius, kuris tampa aktyvus, kai sumažėja ir sukelia transkripcijos faktorių, vadinamą STAT3. Kaip ir visi transkripcijos veiksniai, STAT3 funkcionuoja surišdamas specifinius DNR bitus, kad kontroliuotų genų ekspresiją.
Mokslininkai kamieninėse ląstelėse sukonstravo STAT3 rišantį segmentą, kuris varo geną, koduojantį sintetinį žmogaus hormoną, vadinamą GLP-1, arba į gliukagoną panašų peptidą-1. Šis hormonas verčia organizmą gaminti savo insuliną, kuris savo ruožtu mažina cukraus kiekį kraujyje. Sintetinis GLP-1 laikomas galimu 2 tipo diabeto gydymu, kai yra didelis cukraus kiekis kraujyje ir nepakankama insulino gamyba. Šia liga serga daugiau nei 400 milijonų žmonių visame pasaulyje.
Tyrėjai šias GLP-1 gaminančias kamienines ląsteles supakavo į pralaidžią kapsulę ir tada kapsulę įdėjo į 2 tipo diabetu sergančių pelių kūno ertmę. Išgėrus paros kavos dozes, sergančias diabetinėmis pelėmis, cukraus kiekis kraujyje buvo panašus kaip sveikų pelių. Jie taip pat turėjo daug aukštesnį insulino kiekį kraujyje, palyginti su diabetu sergančiomis pelėmis, neturinčiomis GLP-1 gaminančio implanto.
Svarbu pažymėti, kad kasdienis kofeino vartojimas pelėms nesukėlė tokių problemų, kaip padidėjęs širdies ritmas ar pavojingai mažas cukraus kiekis kraujyje. Tyrėjai taip pat pažymėjo, kad gėrimai be kofeino nesuaktyvino sistemos.
Mokslininkai yra nusiteikę optimistiškai ir net siūlo, kad atlikę patobulinimus, jie galėtų sukurti individualizuotas sistemas, kurios atitiktų kiekvieno paciento pageidavimus vartoti kofeiną.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tyrimų rezultatai buvo paskelbti žurnale „Nature Communications“.
Sergo aitvaras
