Учёные используют кофеин для управления генами — и лечат мышей от диабета с помощью кофе | Gearmix
22.06.2018 10:07

Учёные используют кофеин для управления генами — и лечат мышей от диабета с помощью кофе

Источник перевод для gearmix ()

Для надёжного доказательства концепции команда ученых во главе с Мартином Фуссенеггером из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) разработала систему лечения диабета 2-го типа у мышей, обильно поя их кофе. По сути дела, когда животные пьют кофе (или любой другой напиток с кофеином, например, чай), включается искусственная генетическая система в клетках, имплантированных мышам в брюшную полость. Это приводит к производству гормона, который увеличивает производство инсулина, тем самым снижая уровень сахара в крови.

Подпись к изображению: Неужели кофе является терапевтическим средством?

Учёные отмечают, что биологи, занимающиеся разработкой искусственных генетических систем, уже давно разыскивают такие индукторы, которые могли запустить искусственную генетику. Но у предыдущих вариантов индукторов были проблемы. К ним относятся антибиотики, которые могут стимулировать резистентность как к лекарственным средствам у бактерий, так и к пищевым добавкам, которые могут иметь побочные эффекты. Кофеин же нетоксичен, дешёв в производстве и присутствует только в определенных напитках, таких как кофе и чай. Эти напитки весьма популярны, и каждый день по всему миру выпивается более двух миллиардов чашек кофе.

Ключевым компонентом системы является тот белок, который может реагировать на присутствие кофеина в кровотоке. Для этого исследователи использовали антитела, вырабатываемые организмом верблюда, которые могут обнаруживать кофеин. В присутствии кофеина это антитело — aCaffVHH — связывается с кофеином, а затем димеризуется. Другими словами, два aCaffVHH объединяются вместе, зажимая между собой молекулу кофеина. Исследователи соединяли половину белка с одним антителом, а вторую половину со вторым антителом, тогда антитела могут образовывать цельный функциональный белок при их димеризации. Таким образом учёные могли активировать этот белок только с индуцированной кофеином димеризацией.

Наиболее чувствительной к кофеинe оказалась система, в которой использовался регулятор EpoR, который становится активным, когда он димеризуется и вызывает фактор транскрипции, называемый STAT3. Как и все факторы транскрипции, STAT3 функционирует путём связывания определенных бит ДНК для контроля экспрессии генов.

Учёные сконструировали STAT3-связывающий сегмент в стволовых клетках, который управлял геном, кодирующим синтетический человеческий гормон, называемый GLP-1 или глюкагоноподобный пептид-1. Этот гормон вызывает производство организмом собственного инсулина, который, в свою очередь, снижает уровень сахара в крови. Синтетический GLP-1 считается потенциальным лечением диабета 2-го типа, при котором имеется высокий уровень сахара в крови и недостаточное количество вырабатываемого инсулина. Этой болезнью страдает более 400 миллионов человек во всем мире.

Исследователи упаковали эти GLP-1-продуцирующие стволовые клетки в проницаемую капсулу, а затем поместили капсулу в полость тела мышей, больных диабетом 2-го типа. После ежедневных доз кофе у мышей-диабетиков уровень сахара в крови был аналогичен уровню здоровых мышей. Они также имели гораздо более высокий уровень инсулина в крови по сравнению с мышами-диабетиками без имплантата, производящего GLP-1.

Важно отметить, что ежедневный приём кофеина не вызывал проблем у мышей, таких как увеличение частоты сердечных сокращений или опасно низкий уровень сахара в крови. Исследователи также отметили, что напитки без кофеина не активировали систему.

Учёные настроены оптимистично и даже предполагают, что с последующей тонкой настройкой они могут создавать персонализированные системы, чтобы соответствовать предпочтениям каждого пациента при потреблении кофеина.

Результаты исследования были опубликованы в издании Nature Communications.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Комментарии запрещены.