Přeskočit na obsah

Diabetes 2. typu: Káva pro kontrolu glykemie

Vědci ze švýcarského ETH navrhli a otestovali syntetický genový okruh (gene circuit), který reaguje na koncentraci kofeinu v nápojích. Děje se tak uvolněním látky přirozeně kontrolující glykemii. Na diabetických myších se po implantaci okruhu ukázalo, že konzumace kávy snížila glykemii adekvátně rozdílným koncentracím kofeinu. Poté, co kofein vstoupil do myšího krevního oběhu, aktivoval syntetický genový okruh, což vedlo k uvolnění sloučeniny snižující glykemii, popisují autoři v článku publikovaném nedávno v časopise Nature Communications.

Zátěž diabetem celosvětově roste

Diabetes je rostoucí zdravotní problém po celém světě. Tato epidemie je způsobena hlavně zvyšujícím se počtem diabetu 2. typu, při kterém buňky ztrácí svou schopnost reagovat na insulin přeměnou glukózy na energii.

V USA byl diabetes diagnostikován zhruba 23,1 milionům osob a odhadované roční související náklady přesahují 245 miliard dolarů. A ačkoliv terapie během posledních let značně pokročila a rizika komplikací poklesly, zůstává diabetes sedmou nejčastější příčinou smrti v USA.

Zátěž by se snížila, pokud by více pacientů dosáhlo terapeutických cílů vytyčených lékaři. Experti naznačují, že bychom potřebovali lepší “model péče” – v současnosti pacienti monitorují svou postprandiální glykemii a podle výkyvů upravují léčbu.

Syntetická biologie a genové okruhy

Syntetická biologie bývá popisována jako spojení inženýrství a biologie, které v nedávných letech vedlo k vyvinutí genových okruhů pro biomedicínské použití. Lze tak přeprogramovat buňky, aby přesměrovaly své běžné procesy určitým směrem. Jedním z příkladů této novinky je “molekulární vypínač”, který dokáže přesně kontrolovat imunitní buňky za účelem zvýšení bezpečnosti a zacílení onkologické léčby.

Při designování syntetických genových okruhů čelí vědci mnoha výzvám – je nutné vybrat správný spouštěč, aby se obvod nezapnul nechtěně, a omezit odpověď pouze na požadovanou formu bez nežádoucích efektů.

Produkce peptidů spuštěná kofeinem

Nový článek popisuje vytvoření plně syntetických receptorů reagujících na kofein v množství odpovídajícímu průměrnému šálku kávy. Receptory jsou proteiny na povrchu buněk, které reagují pouze na setkání se specifickou molekulou; společná vazba pak spustí specifické reakce uvnitř buňky. V tomto případě je spouštěčem kofein a reakcí produkce syntetického humánního glukagon-like peptidu 1 (GLP-1), látky používané pro snížení glykemie u diabetu typu 2.

Autoři nazvali genový okruh “caffeine-stimulated advanced regulator” (C-STAR) a otestovali ho vložením do “designer” buněk. In vitro srovnávali odpovědi buněk na různé zdroje a dávky kofeinu, včetně komerčně vyráběných káv. Buňky také implantovali myším s diabetem 2. typu.

Lepší kontrola glykemie

U buněk i myší s implantovaným C-STAR okruhem spustila přítomnost kofeinu reverzibilní změnu genové exprese závislou na dávce. Vědci reakci testovali nejdřív propojením s kontrolním genem, který kódoval dobře testovatelný protein. Tento gen následně nahradili GLP-1, který tedy upravené buňky produkovaly po spuštění kofeinem. Myši s takovým okruhem vykazovaly ve srovnání s kontrolní skupinou značně lepší kontrolu glykemie.

Integrace léčby a životního stylu

Jednou z výhod kofeinu coby spouštěče je, že není toxický, ani drahý a nachází se jen ve specifických nápojích. Léčbu založenou na syntetických genových okruzích lze tedy vyladit tak, aby reagovala na běžné nápoje bez přídatných chemikálií. Jelikož tento přístup vychází z kulturních zvyklostí, měl by se hladce stát součástí denního života a zvýšit adherenci pacientů k léčebným režimům. Taková terapie může být pilířem nové generace personalizované medicíny.

Zdroj: Catharine Paddock pro Medical News Today, dostupné na https://www.medicalnewstoday.com/articles/322261.php

Zdroj: MT

Sdílejte článek

Doporučené

Máme se bát chřipky?

29. 11. 2021

Máme se bát chřipky? Pod tímto názvem se 22. listopadu 2021 konal seminář organizovaný Medical Tribune v pražském ILF. Tématy byly onemocnění…