Цукровий діабет, ожиріння: чи редагування генів є відповіддю?
Дослідники використовували модифіковану техніку редагування гена CRISPR для націлювання на жирові клітини ожирілих мишей з діабетом. Через 6 тижнів тварини схудли, а маркери діабету 2 типу покращились.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), у 2016 році понад 1,9 мільярда дорослих людей у всьому світі мали надлишкову вагу, понад 650 мільйонів з яких мали ожиріння.
Надмірна вага або ожиріння збільшує ризик розвитку у людини діабету, серцевих захворювань, деяких видів раку та проблем з опорно-руховим апаратом, зокрема артрозом.
Програми регулювання ваги, які можуть включати освіту з питань харчування у поєднанні з регулярними фізичними вправами, є одним із методів, який люди, які страждають надмірною вагою або страждають ожирінням, можуть допомогти їм працювати над досягненням здорової ваги тіла.
Ліки для схуднення, що відпускаються за рецептом, також можуть бути частиною плану управління вагою людини, але ці препарати мають значний ризик побічних ефектів.
У статті 2016 року в Американський медичний журнал, команда лікарів з Гарвардської медичної школи в Бостоні, штат Массачусетс, розглянула препарати проти ожиріння, затверджені FDA, доступні в США. Серед побічних ефектів були запаморочення, нудота, запор, безсоння, сухість у роті та блювота.
«Ліки, що розробляються проти ожиріння, були спрямовані на обмеження споживання калорій, діючи на шлунково-кишковий тракт або центральну нервову систему. Однак більшість цих препаратів показали незначну ефективність, що супроводжується серйозними побічними ефектами », - пояснюють автори нового дослідження, яке Дослідження геному цього тижня.
Відповідний автор - Йон Хі Кім, професор кафедри біоінженерії Університету Ханьян в Сеулі, Південна Корея.
Останнє дослідження Кіма зосереджується на уникненні побічних ефектів, пов’язаних з препаратами проти ожиріння, та покращенні втрати ваги шляхом використання того, як клітини використовують свій генетичний код.
Втручання в експресію генів
Для свого дослідження Кім та його колеги скористались модифікованим інструментом редагування генів CRISPR, який називається CRISPR interference (CRISPRi), який вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско вперше розробили в 2013 році.
На відміну від традиційного CRISPR, який прагне назавжди змінити генетичний код, CRISPRi перешкоджає експресії генів, пригнічуючи вироблення білків.
У попередньому дослідженні Кім розробив метод доставки генетично модифікуючих агентів до білих жирових клітин або адипоцитів. У цій роботі він пояснює, що на адипоцити важко націлити клітини за допомогою таких інструментів редагування генів.
Використовуючи короткий пептид, який спеціально стикується з білими адипоцитами, команда змогла доставити компоненти CRISPRi до 99% клітин у моделі клітинної культури.
Білок, на який хотіли націлити дослідники, був білок 4, що зв’язує жирні кислоти (fabp4). Значна кількість цього білка присутній у білому жирі та плазмі, і вчені вважають, що він відіграє важливу роль у метаболізмі цукру та інсуліну.
Попереднє дослідження в Наука поступальної медицини показали, що зниження рівня fabp4 у діабетичних мишей за допомогою антитіл призвело до поліпшення рівня цукру в крові, а також обміну жиру та інсуліну.
Використовуючи свою технологію CRISPRi, Кім та його колеги змогли знизити рівень експресії fabp4 до 60%.
Далі команда використовувала мишей, які страждали ожирінням та діабетом, вводячи їм свій пептид-націлений CRISPRi двічі на тиждень протягом 6 тижнів. За цей час миші втратили близько 20% маси тіла.
"За період лікування не було зафіксовано суттєвих змін у споживанні їжі, що свідчить про те, що втрата маси тіла не пов'язана з меншим споживанням їжі", - пишуть автори у своїй роботі.
Вони також відзначили зниження рівня глюкози в крові, менше запалення та покращення біомаркерів неалкогольної жирової хвороби печінки.
Проте, обіцяючи результати, команда закликає до обережності.
"Незважаючи на терапевтичний потенціал, перекладацьке дослідження від моделі миші до пацієнта в реальному житті ще є перешкодою", - коментують автори у статті.
«В експериментах in vivo препарати вводили двічі на тиждень протягом 6 тижнів. Для людей ми не можемо бути впевнені, чи можна застосовувати режим двічі на тиждень до 6 тижнів », - продовжують вони, перш ніж зробити висновок:
"Подальші дослідження щодо трансляційних досліджень з моделі миші на пацієнта-людини, безумовно, повинні бути проведені перед клінічним застосуванням".
Дослідження було невеликим і включало лише п’ять мишей у кожну експериментальну групу. Однак це відкриває шлях для подальших досліджень підходу до ожиріння з іншого боку, ніж традиційний фармацевтичний підхід.
