Διαβήτης, παχυσαρκία: Το γονίδιο επεξεργάζεται την απάντηση;
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τροποποιημένη τεχνική επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να στοχεύσουν τα λιποκύτταρα παχύσαρκων, διαβητικών ποντικών. Μετά από 6 εβδομάδες, τα ζώα είχαν χάσει βάρος και οι δείκτες του διαβήτη τύπου 2 είχαν βελτιωθεί.
Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), το 2016, περισσότεροι από 1,9 δισεκατομμύρια ενήλικες παγκοσμίως ήταν υπέρβαροι, περισσότεροι από 650 εκατομμύρια εκ των οποίων είχαν παχυσαρκία.
Το υπερβολικό βάρος ή η παχυσαρκία αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης διαβήτη, καρδιακών παθήσεων, ορισμένων τύπων καρκίνου και μυοσκελετικών προβλημάτων, ιδιαίτερα της οστεοαρθρίτιδας.
Τα προγράμματα διαχείρισης βάρους, τα οποία μπορεί να περιλαμβάνουν εκπαίδευση διατροφής σε συνδυασμό με τακτική σωματική άσκηση, είναι μια τεχνική που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα άτομα που είναι υπέρβαρα ή έχουν παχυσαρκία για να τους βοηθήσουν να επιτύχουν ένα υγιές σωματικό βάρος.
Τα συνταγογραφούμενα φάρμακα για την απώλεια βάρους μπορούν επίσης να αποτελούν μέρος του σχεδίου διαχείρισης βάρους ενός ατόμου, αλλά αυτά τα φάρμακα παρουσιάζουν σημαντικό κίνδυνο παρενεργειών.
Σε ένα άρθρο του 2016 στο American Journal of Medicine, μια ομάδα γιατρών από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ στη Βοστώνη, ΜΑ, εξέτασε τα εγκεκριμένα από την FDA φάρμακα κατά της παχυσαρκίας που διατίθενται στις Ηνωμένες Πολιτείες. Μεταξύ των παρενεργειών ήταν ζάλη, ναυτία, δυσκοιλιότητα, αϋπνία, ξηροστομία και έμετος.
«Τα φάρμακα κατά της παχυσαρκίας που βρίσκονται υπό ανάπτυξη έχουν κατευθυνθεί προς τον περιορισμό της πρόσληψης θερμίδων ενεργώντας στο γαστρεντερικό σωλήνα ή στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά τα φάρμακα έχουν δείξει μικρή αποτελεσματικότητα συνοδευόμενη από σοβαρές παρενέργειες », εξηγούν οι συγγραφείς μιας νέας μελέτης που Έρευνα γονιδιώματος αυτή την εβδομάδα.
Ο αντίστοιχος συγγραφέας είναι ο Yong-Hee Kim, καθηγητής στο Τμήμα Βιομηχανικής στο Πανεπιστήμιο Hanyang στη Σεούλ της Νότιας Κορέας.
Η τελευταία μελέτη του Kim επικεντρώνεται στην αποφυγή των παρενεργειών που σχετίζονται με τα φάρμακα κατά της παχυσαρκίας και στη βελτίωση της απώλειας βάρους αξιοποιώντας τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα χρησιμοποιούν τον γενετικό τους κώδικα.
Παρέμβαση στην γονιδιακή έκφραση
Για τη μελέτη τους, ο Κιμ και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα τροποποιημένο εργαλείο επεξεργασίας γονιδίων CRISPR που ονομάζεται παρεμβολή CRISPR (CRISPRi), το οποίο οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά το 2013.
Σε αντίθεση με το παραδοσιακό CRISPR, το οποίο επιδιώκει να αλλάξει μόνιμα τον γενετικό κώδικα, το CRISPRi παρεμβαίνει στην γονιδιακή έκφραση αναστέλλοντας την παραγωγή πρωτεϊνών.
Σε προηγούμενη μελέτη, ο Kim ανέπτυξε μια μέθοδο για την παράδοση γενετικά τροποποιητικών παραγόντων σε λευκά λιπώδη κύτταρα ή λιποκύτταρα. Σε αυτό το άρθρο, εξηγεί ότι τα λιποκύτταρα είναι δύσκολο να στοχεύσουν κύτταρα με τέτοια εργαλεία επεξεργασίας γονιδίων.
Χρησιμοποιώντας ένα σύντομο πεπτίδιο που προσδένεται ειδικά με λευκά λιποκύτταρα, η ομάδα κατάφερε να παραδώσει τα συστατικά CRISPRi στο 99% των κυττάρων σε ένα μοντέλο κυτταρικής καλλιέργειας.
Η πρωτεΐνη που οι ερευνητές ήθελαν να στοχεύσουν ήταν η πρωτεΐνη 4 που δεσμεύει λιπαρά οξέα (fabp4). Σημαντικές ποσότητες αυτής της πρωτεΐνης υπάρχουν στο λευκό λίπος και στο πλάσμα, και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι παίζει ρόλο στο μεταβολισμό της ζάχαρης και της ινσουλίνης.
Μια προηγούμενη μελέτη στο Επιστημονική Μεταγραφική Ιατρική έδειξε ότι η μείωση των επιπέδων fabp4 σε διαβητικούς ποντικούς χρησιμοποιώντας ένα αντίσωμα είχε ως αποτέλεσμα βελτιώσεις στα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, καθώς και στον μεταβολισμό του λίπους και της ινσουλίνης.
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CRISPRi, ο Kim και οι συνεργάτες του μπόρεσαν να μειώσουν το επίπεδο έκφρασης του fabp4 έως και 60%.
Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποίησε ποντίκια που ήταν παχύσαρκα και διαβητικά, τους ένεση με CRISPRi στόχευσης πεπτιδίων δύο φορές την εβδομάδα για έως και 6 εβδομάδες. Τα ποντίκια έχασαν περίπου το 20% του σωματικού τους βάρους κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
«Δεν καταγράφηκαν σημαντικές αλλαγές στην πρόσληψη τροφής κατά τη διάρκεια της περιόδου θεραπείας, υποδεικνύοντας ότι η απώλεια σωματικού βάρους δεν οφείλεται στην κατανάλωση λιγότερων», γράφουν οι συγγραφείς στην εφημερίδα τους.
Σημείωσαν επίσης χαμηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, λιγότερη φλεγμονή και βελτιωμένους βιοδείκτες μη αλκοολικής λιπώδους ηπατικής νόσου.
Ωστόσο, με πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, η ομάδα ζητά προσοχή.
«Παρά το θεραπευτικό της δυναμικό, η μεταφραστική έρευνα από ένα μοντέλο ποντικιού σε έναν ασθενή στην πραγματική ζωή είναι ακόμη ένα εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί», σχολιάζουν οι συγγραφείς στην εφημερίδα.
«Στα πειράματα in vivo, οι συνθέσεις χορηγήθηκαν δύο φορές την εβδομάδα για έως και 6 εβδομάδες. Για τους ανθρώπους, δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι αν θα μπορούσε να εφαρμοστεί ένα σχήμα δύο φορές την εβδομάδα για έως και 6 εβδομάδες », συνεχίζουν, προτού καταλήξουν:
"Περαιτέρω μελέτες σχετικά με τη μεταφραστική έρευνα από μοντέλο ποντικιού σε ανθρώπινο ασθενή σίγουρα πρέπει να διεξαχθούν πριν από την κλινική χρήση."
Η μελέτη ήταν μικρή και περιελάμβανε μόνο πέντε ποντίκια σε κάθε πειραματική ομάδα. Ωστόσο, ανοίγει το δρόμο για περαιτέρω έρευνα για την προσέγγιση της παχυσαρκίας από διαφορετική γωνία από μια παραδοσιακή φαρμακευτική προσέγγιση.
