Cukrzyca, otyłość: czy edycja genów jest odpowiedzią?
Naukowcy wykorzystali zmodyfikowaną technikę edycji genów CRISPR, aby celować w komórki tłuszczowe otyłych myszy z cukrzycą. Po 6 tygodniach zwierzęta straciły na wadze, a wskaźniki cukrzycy typu 2 uległy poprawie.
Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) w 2016 r. Ponad 1,9 miliarda dorosłych na całym świecie miało nadwagę, z czego ponad 650 milionów miało otyłość.
Nadwaga lub otyłość zwiększają ryzyko rozwoju cukrzycy, chorób serca, niektórych rodzajów raka i problemów z układem mięśniowo-szkieletowym, zwłaszcza choroby zwyrodnieniowej stawów.
Programy kontroli wagi, które mogą obejmować edukację żywieniową w połączeniu z regularnymi ćwiczeniami fizycznymi, to jedna z technik, którą osoby z nadwagą lub otyłością mogą stosować, aby pomóc im w osiągnięciu zdrowej masy ciała.
Leki odchudzające na receptę również mogą być częścią planu kontroli wagi danej osoby, ale wiążą się one ze znacznym ryzykiem wystąpienia działań niepożądanych.
W artykule z 2016 roku w American Journal of Medicine, zespół lekarzy z Harvard Medical School w Bostonie w stanie Massachusetts, dokonał przeglądu zatwierdzonych przez FDA leków przeciw otyłości dostępnych w Stanach Zjednoczonych. Wśród skutków ubocznych były zawroty głowy, nudności, zaparcia, bezsenność, suchość w ustach i wymioty.
„Opracowywane leki przeciw otyłości mają na celu ograniczenie spożycia kalorii poprzez działanie na przewód pokarmowy lub ośrodkowy układ nerwowy. Jednak większość z tych leków wykazuje niewielką skuteczność, której towarzyszą poważne skutki uboczne ”- wyjaśniają autorzy nowego badania, które obejmuje Badania genomu w tym tygodniu.
Autorem korespondencyjnym jest Yong-Hee Kim, profesor na Wydziale Bioinżynierii Uniwersytetu Hanyang w Seulu w Korei Południowej.
Najnowsze badanie Kima koncentruje się na unikaniu skutków ubocznych związanych z lekami przeciw otyłości i poprawie utraty wagi poprzez wykorzystanie sposobu, w jaki komórki wykorzystują swój kod genetyczny.
Zakłócanie ekspresji genów
W swoich badaniach Kim i współpracownicy wykorzystali zmodyfikowane narzędzie do edycji genów CRISPR o nazwie interferencja CRISPR (CRISPRi), które naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco opracowali po raz pierwszy w 2013 roku.
W przeciwieństwie do tradycyjnego CRISPR, który stara się trwale zmienić kod genetyczny, CRISPRi zakłóca ekspresję genów poprzez hamowanie produkcji białek.
W poprzednim badaniu Kim opracował metodę dostarczania czynników modyfikujących genetycznie do białych komórek tłuszczowych lub adipocytów. W tym artykule wyjaśnia, że adipocyty są komórkami trudnymi do namierzenia za pomocą takich narzędzi do edycji genów.
Wykorzystując krótki peptyd, który specyficznie łączy się z białymi adipocytami, zespół był w stanie dostarczyć komponenty CRISPRi do 99% komórek w modelu hodowli komórkowej.
Białkiem, do którego naukowcy chcieli dotrzeć, było białko wiążące kwasy tłuszczowe 4 (fabp4). Znaczne ilości tego białka są obecne w białym tłuszczu i osoczu, a naukowcy uważają, że odgrywa ono rolę w metabolizmie cukru i insuliny.
Poprzednie badanie w Science Translational Medicine wykazali, że obniżenie poziomu fabp4 u myszy z cukrzycą przy użyciu przeciwciał spowodowało poprawę poziomu cukru we krwi, a także metabolizmu tłuszczów i insuliny.
Używając technologii CRISPRi, Kim i jego koledzy byli w stanie zmniejszyć poziom ekspresji fabp4 nawet o 60%.
Następnie zespół wykorzystał myszy otyłe i chore na cukrzycę, wstrzykując im CRISPRi ukierunkowane na peptydy dwa razy w tygodniu przez maksymalnie 6 tygodni. W tym czasie myszy straciły około 20% masy ciała.
„W okresie leczenia nie odnotowano żadnych znaczących zmian w spożyciu pokarmu, co wskazuje, że utrata masy ciała nie jest spowodowana mniejszym jedzeniem” - piszą autorzy w artykule.
Zauważyli również niższy poziom glukozy we krwi, mniej stanów zapalnych i lepsze biomarkery niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby.
Jednak, pomijając obiecujące wyniki, zespół zaleca ostrożność.
„Pomimo swojego potencjału terapeutycznego, translacyjne badania z modelu myszy na pacjenta w prawdziwym życiu są jeszcze przeszkodą do pokonania” - komentują autorzy w artykule.
„W doświadczeniach in vivo preparaty podawano dwa razy w tygodniu przez maksymalnie 6 tygodni. W przypadku ludzi nie możemy być pewni, czy można zastosować schemat dwa razy w tygodniu przez maksymalnie 6 tygodni ”, kontynuują, zanim stwierdzą:
„Dalsze badania dotyczące translacji z modelu mysiego na człowieka zdecydowanie muszą zostać przeprowadzone przed zastosowaniem klinicznym”.
Badanie było małe i obejmowało tylko pięć myszy w każdej grupie eksperymentalnej. Jednak toruje drogę do dalszych badań nad podejściem do otyłości z innego punktu widzenia niż tradycyjne podejście farmaceutyczne.
