Implantovateľná pomôcka na chudnutie - Science News 2020

Ľudstvo má problém s váhou - nielen v priemyselných krajinách: Rastúca prosperita v mnohých ázijských a latinskoamerických krajinách ide ruka v ruke so spôsobom života, ktorý má doslova vážne následky. Podľa WHO má viac ako polovica populácie v mnohých priemyselných krajinách nadváhu a každý tretí má nadváhu. Nielen, že je vysoko kalorické a mastné jedlo na bokoch, chrbte a žalúdku po celý život; zanecháva tiež stopy v krvi, kde kolujú rôzne tuky, ktoré sa prijímajú potravou. Zvýšené krvné lipidy sa tiež považujú za rizikový faktor srdcových infarktov a mozgových príhod.

Genetické regulačné obvody monitorujú krvný tuk

Výskumná skupina vedená profesorom ETH Martinom Fusseneggerom z Inštitútu pre technológiu biosystémov v Bazileji teraz vyvinula systém včasného varovania a liečbu: implantovateľný genetický obvod, ktorý sa skladá prevažne z ľudských genetických zložiek. Na jednej strane neustále sleduje hladinu cirkulujúcich tukov v krvi. Na druhej strane má funkciu spätnej väzby a v reakcii na nadmerne vysoké hladiny lipidov v krvi vytvára látku prenášajúcu látky, ktorá dodáva telu pocit sýtosti.

Aby bolo možné skonštruovať túto vysoko komplexnú kontrolnú slučku, biotechnológovia zručne kombinovali rôzne gény, ktoré produkujú určité proteíny, a reakčné kroky. Konštrukt implantovali do ľudských buniek, ktoré potom vložili do malých kapsúl.

Vedci skúmali obézne myši, ktoré boli kŕmené stravou s vysokým obsahom tukov. Potom, čo sa zvieratám implantovali kapsuly s regulačným obvodom génov a intervenovali kvôli nadmernému množstvu, obézne myši prestali jesť a ich telesná hmotnosť výrazne poklesla. Keď sa krvné lipidy vrátili do normálu, kontrolná slučka prestala generovať saturačný signál.

„Myši schudli, aj keď sme im dávali toľko kalorických jedál, koľko dokázali zjesť,“ zdôrazňuje Fussenegger. Zvieratá jedli menej, pretože implantát signalizoval pocit sýtosti. Myši, ktoré boli kŕmené normálnym krmivom pre zvieratá s obsahom tuku päť percent, neschudli alebo neznížili príjem potravy, tvrdí biotechnológ.

Senzor pre rôzne tuky z potravy

Veľkou výhodou novej syntetickej regulačnej slučky je skutočnosť, že dokáže merať nielen jeden druh tukov, ale aj niekoľko nasýtených a nenasýtených živočíšnych a rastlinných tukov, ktoré sa prijímajú súčasne s jedlom. Tento vývoj sa však nedá jednoducho preniesť na človeka. Vývoj vhodného produktu bude trvať mnoho rokov. Fussenegger si napriek tomu vie predstaviť, že ľudia s nadváhou s indexom telesnej hmotnosti vyšším ako tridsať si jedného dňa môžu nechať implantovať takúto génovú sieť, ktorá im pomôže pri chudnutí. Fussenegger považuje vývoj za možnú alternatívu k chirurgickým zákrokom, ako je liposukcia alebo bandáž žalúdka. „Výhodou nášho implantátu je, že sa dá použiť bez takýchto invazívnych postupov.“ Ďalšia výhoda: Namiesto zásahu do progresie ťažko regulovateľného ochorenia má preventívny účinok a využíva prirodzený mechanizmus nasýtenia človeka.

Táto génová sieť je jednou z najkomplexnejších, ktoré Fussenegger a jeho tím doteraz vybudovali a umožnili vďaka dlhoročným skúsenostiam biotechnológov v tejto oblasti. Není to poprvé, co se mu podařilo zkonstruovat tak složitou regulacní smycku pro zpetnou vazbu: Pred pár lety byl vyvinut implantát, který lze také použít k regulaci dny pomocí regulace v uzavřené smyčce.

Zdroj histórie:

Materiály z ETH Zürich . Poznámka: obsah je možné upravovať podľa štýlu a dĺžky.

Odkaz na vestník:

Katrin Rössger, Ghislaine Charpin-El-Hamri, Martin Fussenegger. Uzavretý obvod syntetických génov na liečbu obezity vyvolanej stravou u myší . Nature Communications, 2013; 4 DOI: 10,1038/ncomms3825