Per una solida dimostrazione del concetto, un team di scienziati guidato da Martin Fussenegger della Swiss Higher Technical School di Zurigo (ETH) ha sviluppato un sistema per il trattamento del diabete di tipo 2 nei topi bevendo abbondanti quantità di caffè. Infatti, quando gli animali bevono caffè (o qualsiasi altra bevanda contenente caffeina, come il tè), viene attivato un sistema genetico artificiale nelle cellule impiantate nei topi nella cavità addominale. Ciò porta alla produzione di un ormone che aumenta la produzione di insulina, riducendo così i livelli di zucchero nel sangue.
Gli scienziati osservano che i biologi coinvolti nello sviluppo di sistemi genetici artificiali sono da tempo alla ricerca di tali induttori che potrebbero innescare la genetica artificiale. Ma le versioni precedenti degli induttori avevano problemi. Questi includono antibiotici, che possono stimolare la resistenza ai farmaci nei batteri e agli additivi alimentari che possono avere effetti collaterali. La caffeina non è tossica, è economica da produrre e si trova solo in alcune bevande come caffè e tè. Queste bevande sono molto popolari e più di due miliardi di tazze di caffè vengono bevute ogni giorno in tutto il mondo.
Una componente fondamentale del sistema è quella proteina che può rispondere alla presenza di caffeina nel sangue. Per fare questo, i ricercatori hanno utilizzato anticorpi prodotti dal corpo del cammello in grado di rilevare la caffeina. In presenza di caffeina, questo anticorpo - aCaffVHH - si lega alla caffeina e quindi si dimerizza. In altre parole, due aCaffVHH si uniscono, pizzicando insieme la molecola della caffeina. I ricercatori hanno combinato metà della proteina con un anticorpo e l'altra metà con un secondo anticorpo, quindi gli anticorpi possono formare una proteina funzionale completa quando dimerizzano. Pertanto, gli scienziati hanno potuto attivare questa proteina solo con la dimerizzazione indotta dalla caffeina.
Il più sensibile alla caffeina era il sistema che utilizzava il regolatore EpoR, che si attiva quando si dimerizza e induce un fattore di trascrizione chiamato STAT3. Come tutti i fattori di trascrizione, STAT3 funziona legando specifici bit di DNA per controllare l'espressione genica.
Gli scienziati hanno costruito un segmento legante STAT3 nelle cellule staminali che guida un gene che codifica un ormone umano sintetico chiamato GLP-1, o peptide-1 simile al glucagone. Questo ormone induce il corpo a produrre la propria insulina, che a sua volta abbassa lo zucchero nel sangue. Il GLP-1 sintetico è considerato un potenziale trattamento per il diabete di tipo 2, in cui la glicemia è alta e la produzione di insulina è insufficiente. Questa malattia colpisce più di 400 milioni di persone in tutto il mondo.
I ricercatori hanno imballato queste cellule staminali che producono GLP-1 in una capsula permeabile e poi hanno posizionato la capsula nella cavità corporea dei topi con diabete di tipo 2. Dopo dosi giornaliere di caffè nei topi diabetici, i livelli di zucchero nel sangue erano simili a quelli dei topi sani. Avevano anche livelli di insulina nel sangue molto più alti rispetto ai topi diabetici senza un impianto che produceva GLP-1.
È importante notare che l'assunzione giornaliera di caffeina non ha causato problemi ai topi, come un aumento della frequenza cardiaca o un pericoloso basso livello di zucchero nel sangue. I ricercatori hanno anche notato che le bevande decaffeinate non hanno attivato il sistema.
Gli scienziati sono ottimisti e suggeriscono persino che, con la successiva messa a punto, possono creare sistemi personalizzati per soddisfare le preferenze di ogni paziente per il consumo di caffeina.
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I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Nature Communications.
Serg aquilone
