Usando café para ‘controle de glicose’
Um dia, as pessoas com diabetes tipo 2 podem regular o açúcar no sangue tomando chá ou café, graças à biologia sintética.
Cientistas da ETH Zurich, na Suíça, projetaram e testaram um circuito genético sintético que responde às concentrações de cafeína nas bebidas.
Consegue isso liberando um composto de controle de glicose usado para tratar diabetes tipo 2.
Os pesquisadores inseriram o circuito nas células e os implantaram em ratos diabéticos.
Eles mostraram que o consumo de café reduziu os níveis de glicose no sangue, de acordo com as diferentes doses de cafeína.
Depois que a cafeína entrou na corrente sanguínea dos ratos, ativou o circuito genético sintético, fazendo com que liberasse o composto para reduzir os níveis de glicose.
Os pesquisadores relatam suas descobertas em um estudo publicado recentemente na revista Comunicações da natureza.
O diabetes é um crescente problema de saúde pública que afeta centenas de milhões de pessoas em todo o mundo.
A epidemia se deve principalmente ao aumento das taxas de diabetes tipo 2, uma condição que se desenvolve quando as células perdem a capacidade de empregar insulina para converter glicose ou açúcar no sangue em energia.
Nos Estados Unidos, aproximadamente 23,1 milhões de casos de diabetes foram diagnosticados – a grande maioria deles é do tipo 2. O custo anual estimado dessa carga excede US $ 245 bilhões.
Mas, embora os tratamentos tenham avançado significativamente nos últimos anos e possam reduzir significativamente o risco de complicações, o diabetes ainda é a sétima causa de morte nos EUA.
Esse fardo pode ser reduzido se mais pessoas atingirem as metas de tratamento recomendadas por seus médicos. Especialistas sugerem que precisamos de melhores “modelos de atendimento” para resolver o problema.
Atualmente, os pacientes precisam monitorar os níveis de glicose no sangue após cada refeição e responder prontamente a qualquer aumento com o tratamento prescrito.
Os pesquisadores descrevem a biologia sintética como uma “fusão entre engenharia e biologia” que, nos últimos anos, permitiu aos cientistas criar circuitos genéticos para uso biomédico.
Os circuitos genéticos sintéticos reprogramam as células para usar suas máquinas existentes de uma maneira específica.
Um exemplo disso é o desenvolvimento de “switches moleculares” que podem controlar rigidamente as células imunológicas, numa tentativa de tornar o tratamento do câncer mais seguro e preciso.
Os cientistas enfrentam uma série de desafios ao projetar circuitos genéticos sintéticos. Entre eles, escolher o gatilho certo para que o circuito não seja ativado por engano e garantir que a resposta seja limitada ao necessário e que não produza efeitos colaterais.
No artigo, os cientistas descrevem como eles criaram “receptores totalmente sintéticos que sentem cafeína” em níveis equivalentes aos presentes em uma xícara de café típica.
Receptores são proteínas que ficam na superfície das células e reagem apenas quando encontram uma molécula específica, como uma chave única inserida em uma fechadura. Esse ato de ligação desencadeia uma reação específica dentro da célula.
Aqui, o gatilho é a cafeína e a reação é a produção do “peptídeo sintético semelhante ao glucagon humano 1”, que é um composto usado no tratamento da diabetes tipo 2 para reduzir os níveis sanguíneos de glicose.
Os autores do estudo chamam o circuito genético de “regulador avançado estimulado pela cafeína (C-STAR)”. Eles testaram o C-STAR, inserindo-o em “células de designer”.
Os pesquisadores testaram a resposta das células C-STAR a várias fontes e doses de cafeína em laboratório, incluindo marcas comerciais de bebidas. Eles também implantaram as células em ratos criados para desenvolver diabetes tipo 2.
Nos testes celulares e nos camundongos implantados com células C-STAR, a presença de cafeína desencadeou uma mudança reversível e dependente da dose na expressão gênica.
No início, a equipe apenas testou o efeito do gatilho, vinculando-o a um “gene repórter” que codificava uma proteína que eles poderiam testar.
Em seguida, a equipe de pesquisa substituiu o gene repórter por um gene que codifica “uma proteína manipulada clinicamente licenciada” para o tratamento do diabetes tipo 2, que é o peptídeo sintético semelhante ao glucagon humano 1.
Uma vez acionado, o circuito fez com que as células produzissem o peptídeo semelhante ao glucagon 1. Os ratos tratados mostraram controle de glicose “substancialmente melhorado” em comparação com os controles não tratados.
A equipe sugere que uma das vantagens de usar a cafeína como gatilho é que ela é “não tóxica, barata e presente apenas em bebidas específicas”.
O novo estudo mostra que é possível “ajustar” os tratamentos baseados em circuitos genéticos sintéticos para reagir às bebidas diárias “como chá e café sem suplementação de quaisquer produtos químicos adicionais”, observam os autores.
Além disso, “ao integrar a terapia ao estilo de vida”, os pesquisadores sugerem que a abordagem pode ser uma maneira de fazer com que os pacientes cumpram mais prontamente os regimes de tratamento, conforme concluem:
“Aproveitando os hábitos culturais rotineiros, as terapias baseadas em tais sistemas devem integrar-se perfeitamente ao estilo de vida das pessoas e, portanto, podem ser um pilar fundamental sobre o qual a nova geração de medicina personalizada pode construir”.
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