به نقل از خبرواژه، پژوهشگران چینی با استفاده از باکتریهای مهندسیشده، یک سامانه زیستی هوشمند برای کنترل قند خون توسعه دادهاند که میتواند افزایش قند خون را تشخیص دهد و در پاسخ به آن، داروی مورد نیاز را بهصورت خودکار تولید و آزاد کند.
این فناوری که هنوز در مرحله پژوهش و آزمایشهای پیشبالینی قرار دارد، میتواند مسیر تازهای برای توسعه درمانهای خودتنظیمگر دیابت ایجاد کند؛ درمانهایی که برخلاف روشهای متداول، میزان تولید دارو را بر اساس شرایط بدن تنظیم میکنند.
پروبیوتیک هوشمند چگونه عمل میکند؟
پژوهشگران آکادمی علوم طبیعی شانگهای در مطالعهای که در نشریه Nature منتشر شده، نوعی داروی زنده خوراکی با نام GIFT توسعه دادهاند. این دارو از باکتریهای پروبیوتیک مهندسیشده تشکیل شده است که به حسگرهای مولکولی تشخیص قند مجهز هستند.
این باکتریها پس از مصرف بهطور موقت در روده مستقر میشوند. زمانی که حسگرهای موجود در آنها افزایش قند را تشخیص دهند، ژنهای درمانی فعال شده و باکتری شروع به تولید هورمون GLP-1 میکند؛ هورمونی که با تحریک ترشح انسولین، به کاهش قند خون کمک میکند.
باکتریها چگونه افزایش قند خون را تشخیص میدهند؟
در ساختار این باکتریها یک سازوکار مولکولی برای تشخیص تغییرات قند تعبیه شده است. با ورود قند به باکتری و تبدیل آن به یک مولکول مشخص، این مولکول به پروتئینی ویژه متصل میشود و در نتیجه، ژن مسئول تولید دارو فعال میشود.
به این ترتیب، باکتری هنگام افزایش قند خون تولید دارو را آغاز میکند و پس از بازگشت قند به محدوده طبیعی، این فرایند متوقف میشود. همین ویژگی، امکان تنظیم خودکار میزان تولید دارو را فراهم میکند.
نتایج آزمایش روی موشها و میمونها
در آزمایشهای انجامشده روی موشها، باکتریهای مهندسیشده توانستند افزایش قند خون پس از مصرف غذای پرقند را تشخیص دهند و از افزایش شدید آن جلوگیری کنند. این درمان همچنین در موشهای دیابتی به بهبود تنظیم قند خون و کاهش قابل توجه مقاومت به انسولین کمک کرد و سطح کلسترول را نیز بهبود داد.
در آزمایش روی میمونهای مبتلا به دیابت نوع ۲ نیز یک دوز خوراکی از این پروبیوتیک توانست قند خون را تا سه روز در محدوده طبیعی نگه دارد.
مزیت درمان هوشمند؛ تولید دارو در زمان نیاز
یکی از مزیتهای بالقوه این فناوری، امکان تولید دارو متناسب با نیاز بدن است. در برخی درمانهای دارویی، بیمار مقدار مشخصی از دارو را در فواصل معین دریافت میکند؛ اما سامانه GIFT تلاش میکند تولید هورمون GLP-1 را به سطح قند خون وابسته کند.
در این روش، با افزایش قند خون، تولید دارو افزایش مییابد و با بازگشت قند به محدوده طبیعی، تولید آن متوقف میشود. پژوهشگران این ویژگی را یکی از مزایای مهم سامانه در مقایسه با دریافت دوز ثابت دارو میدانند.
افزایش ماندگاری باکتری در روده
محیط روده میتواند برای باکتریهای مهندسیشده نامساعد باشد. به همین دلیل، پژوهشگران برای محافظت از این باکتریها از پوششی استفاده کردند که از مواد مورد تأیید سازمان غذا و داروی آمریکا ساخته شده بود.
این پوشش توانست مدت ماندگاری باکتریها در روده را از حدود ۸ ساعت به ۳۶ ساعت افزایش دهد و فرصت بیشتری برای عملکرد سامانه درمانی فراهم کند.
کاهش چربی بدن و بهبود وضعیت متابولیک
پس از ۳۰ روز درمان روزانه با این پروبیوتیک، موشهای دیابتی کاهش قابل توجهی در وزن و چربی بدن نشان دادند. همچنین میزان چربیهای مضر خون کاهش یافت و آثار محافظتی بر کبد و کلیهها مشاهده شد.
در مقایسه با سماگلوتاید، این پروبیوتیک در آزمایشهای حیوانی با خطر کمتری از افت شدید قند خون همراه بود و برخلاف کاهش توده عضلانی مشاهدهشده در گروه دریافتکننده سماگلوتاید، به حفظ یا افزایش توده عضلانی کمک کرد.
فناوری باکتریهای هوشمند هنوز در مسیر توسعه است
با وجود نتایج امیدوارکننده، این فناوری هنوز برای استفاده معمول در درمان بیماران آماده نیست و نتایج آزمایشهای حیوانی را نمیتوان مستقیماً به انسان تعمیم داد. پیش از ورود چنین درمانی به مراکز درمانی، انجام مطالعات ایمنی، بررسی پایداری، ارزیابی اثربخشی در انسان و دریافت مجوزهای نظارتی ضروری است.
پژوهشگران امیدوارند این فناوری در آینده به نسل جدیدی از درمانهای هوشمند منجر شود؛ درمانهایی که میتوانند شرایط بدن را تشخیص دهند و متناسب با نیاز بیمار، پاسخ درمانی ایجاد کنند.
برای پیگیری تازهترین اخبار پزشکی، فناوریهای نوین درمانی و دستاوردهای علمی، به خبرواژه مراجعه کنید.
