Vědci zbavili myši cukrovky pomocí chytrých hodinek

V posledních letech se v oblasti optogenetiky objevuje stále více prací. Vědci se naučili, jak do buněk dopravit světlocitlivé iontové kanály, které lze aktivovat zářením o určité vlnové délce. Nedávno jsme psali, jak se pomocí optogenetiky podařilo vědcům vrátit zrak nevidomému muži. Vědci dodali virové vektory kódující iontový kanál citlivý na červené světlo do gangliových buněk sítnice. V jiné práci bylo infračervené světlo použito ke stimulaci motorických oblastí mozku myší, kterým byly podávány opsiny. Nejčastěji se ve studiích používají kanály citlivé na ultrafialové, modré, červené a zelené světlo méně často.

Některé chytré hodinky, jako například Apple Watch, jsou vybaveny diodami, které vyzařují zelené světlo, které registruje změny, ke kterým dochází, když se malé cévy naplní krví. Vědci přišli s nápadem, že zelené světlo z hodinek by se dalo využít k ovládání funkce buněk implantovaných pod kůži. Použili kobalamin vázající doménu proteinu CarH z bakterie Thermus thermophilus. Ve tmě se skládá do dimeru dimerů, když je připojen k deoxyadenosinekobalaminu (aktivní forma vitaminu B12). Když zelené světlo zasáhne tuto tetramerní strukturu, rozloží se na monomery.

13 potravin, které způsobují cukrovku

Švýcarští vědci pod vedením Martina Fussenegera vytvořili molekulární konstrukt z kobalamin-vazebné domény proteinu CarH a transaktivátoru. Při disociaci tetrametru na monomery vlivem zeleného záření se transaktivátor přenese do buněčného jádra a aktivuje genovou expresi. Buňky začnou produkovat glukagonu podobný peptid-1. Tyto buňky byly poté injikovány diabetickým myším pod kůži jejich zad. Zvířata byla nasazena na chytré hodinky tak, že světlo z nich dopadalo na místo vpichu buněk. Výzkumníci aktivovali standardní běžecký tréninkový program v hodinkách.

Po 12 dnech měla zvířata s implantovanými modifikovanými buňkami vysoké hladiny glukagonu podobného peptidu-1 (p <�0,01) a také nízké hladiny glukózy v krvi (p <�0,0001) ve srovnání s kontrolní skupinou.

Výzkumníci poznamenávají, že jejich molekulární design nevyžaduje ke svému fungování speciální zařízení, stačí pouze zelené světlo vyzařované chytrými hodinkami. Integrace takového systému se senzory hladiny glukózy v krvi by mohla pomoci diabetickým pacientům udržovat normální hladiny glukózy. Nyní stojí vědci před úkolem zajistit dlouhou životnost buněk pod kůží a snížit jejich imunogenicitu.

Glukagonu podobný peptid-1 a jeho agonisté se často používají k léčbě diabetu a obezity. FDA nedávno schválila lék pro léčbu obezity na bázi semaglutidu, agonisty glukogonu podobného peptidu-1. V klinických studiích prokázal svou účinnost: lidé, kteří jej užívali, ztratili za rok 12,4 procent tělesné hmotnosti ve srovnání s lidmi, kteří dostávali placebo.