Diabēts, aptaukošanās: vai gēnu rediģēšana ir atbilde?
Pētnieki izmantoja modificētu CRISPR gēnu rediģēšanas paņēmienu, lai mērķētu uz aptaukošanās, diabēta slimnieku peles tauku šūnām. Pēc 6 nedēļām dzīvniekiem bija samazinājies svars, un 2. tipa diabēta marķieri bija uzlabojušies.
Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (PVO) datiem 2016. gadā visā pasaulē vairāk nekā 1,9 miljardiem pieaugušo bija liekais svars, no kuriem vairāk nekā 650 miljoniem bija aptaukošanās.
Liekais svars vai aptaukošanās palielina personas risku saslimt ar diabētu, sirds slimībām, dažiem vēža veidiem un balsta un kustību aparāta problēmām, īpaši osteoartrītu.
Svara kontroles programmas, kas var ietvert izglītību uztura jomā kopā ar regulāriem fiziskiem vingrinājumiem, ir viena no metodēm, kuru cilvēki ar lieko svaru vai aptaukošanos var izmantot, lai palīdzētu viņiem sasniegt veselīgu ķermeņa svaru.
Recepšu zāles svara samazināšanai var būt arī daļa no personas svara kontroles plāna, taču šīm zālēm ir ievērojams blakusparādību risks.
2016. gada rakstā American Journal of Medicine, ārstu komanda no Hārvardas Medicīnas skolas Bostonā, MA, pārskatīja FDA apstiprinātās zāles pret aptaukošanos, kas pieejamas Amerikas Savienotajās Valstīs. Starp blakusparādībām bija reibonis, slikta dūša, aizcietējums, bezmiegs, sausa mute un vemšana.
“Attīstībā esošās zāles pret aptaukošanos ir vērstas uz kaloriju patēriņa ierobežošanu, iedarbojoties uz kuņģa-zarnu trakta vai centrālo nervu sistēmu. Tomēr lielākajai daļai šo zāļu ir maza efektivitāte, ko papildina smagas blakusparādības, ”skaidro jauna pētījuma autori, kas raksturīgs Genoma izpēte šonedēļ.
Atbilstošais autors ir Yong-Hee Kim, profesors Bioinženierijas katedrā Hanjanas universitātē Seulā, Dienvidkorejā.
Kima jaunākais pētījums ir vērsts uz to, lai izvairītos no blakusparādībām, kas saistītas ar anti-aptaukošanās zālēm, un svara zuduma uzlabošanai, izmantojot to, kā šūnas izmanto savu ģenētisko kodu.
Iejaukšanās gēnu ekspresijā
Pētījumam Kims un kolēģi izmantoja modificētu CRISPR gēnu rediģēšanas rīku, ko sauc par CRISPR traucējumiem (CRISPRi), kuru Kalifornijas Universitātes zinātnieki Sanfrancisko pirmo reizi izstrādāja 2013. gadā.
Atšķirībā no tradicionālā CRISPR, kura mērķis ir neatgriezeniski mainīt ģenētisko kodu, CRISPRi traucē gēnu ekspresiju, kavējot olbaltumvielu ražošanu.
Iepriekšējā pētījumā Kims izstrādāja metodi ģenētiski modificējošu līdzekļu nogādāšanai balto tauku šūnās vai adipocītos. Šajā rakstā viņš paskaidro, ka adipocītus ir grūti šūnās mērķēt ar šādiem gēnu rediģēšanas rīkiem.
Izmantojot īsu peptīdu, kas īpaši piestāj ar baltiem adipocītiem, komanda varēja piegādāt CRISPRi komponentus 99% šūnu šūnu kultūras modelī.
Olbaltumviela, kuru pētnieki vēlējās mērķēt, bija taukskābes saistošs proteīns 4 (fabp4). Ievērojams daudzums šī proteīna ir baltos taukos un plazmā, un zinātnieki uzskata, ka tam ir nozīme cukura un insulīna metabolismā.
Iepriekšējs pētījums 2005 Zinātnes tulkošanas medicīna parādīja, ka, samazinot fabp4 līmeni pelēm ar cukura diabētu, izmantojot antivielas, uzlabojās cukura līmenis asinīs, kā arī tauku un insulīna vielmaiņa.
Izmantojot savu CRISPRi tehnoloģiju, Kims un viņa kolēģi spēja samazināt fabp4 ekspresijas līmeni līdz pat 60%.
Pēc tam komanda izmantoja peles, kas bija aptaukojušās un diabēta slimnieces, divas reizes nedēļā līdz 6 nedēļām injicējot ar peptīdiem vērsto CRISPRi. Šajā laikā peles zaudēja aptuveni 20% ķermeņa svara.
"Ārstēšanas periodā netika reģistrētas būtiskas pārtikas uzņemšanas izmaiņas, kas norāda, ka ķermeņa svara zudums nav saistīts ar mazākas ēšanas daudzumu," raksta autori savā rakstā.
Viņi arī atzīmēja zemāku glikozes līmeni asinīs, mazāku iekaisumu un uzlaboja bezalkoholisko taukaino aknu slimību biomarķierus.
Tomēr, neskaitot daudzsološos rezultātus, komanda aicina būt piesardzīgiem.
"Neskatoties uz terapeitisko potenciālu, tulkošanas pētījumi no peles modeļa līdz pacientam reālajā dzīvē vēl ir šķērslis, kas jāpārvar," rakstā komentē autori.
“In vivo eksperimentos zāļu formas tika lietotas divas reizes nedēļā līdz 6 nedēļām. Cilvēkiem mēs nevaram būt droši, vai var piemērot režīmu divas reizes nedēļā līdz 6 nedēļām, ”viņi turpina, pirms secina:
"Pirms klīniskās lietošanas noteikti jāveic turpmāki pētījumi par pētījumu rezultātiem no peles modeļa līdz pacientam."
Pētījums bija mazs, un katrā eksperimentālajā grupā piedalījās tikai piecas peles. Tomēr tas paver ceļu turpmākiem pētījumiem par aptaukošanās pieeju no cita leņķa nekā tradicionālā farmaceitiskā pieeja.
