Швейцарские ученые доставили под кожу на спине мышей клетки, содержащие светочувствительную конструкцию, способную активировать выработку глюкагоноподобного пептида-1. Под действием света от диодов умных часов, прикрепленных к спине животных, клетки стали производить этот гормон. Через 12 дней после такого воздействия у мышей снизилось содержание глюкозы в крови. Исследование опубликовали в Nature Communcations.

В последние годы появляется все больше работ в области оптогенетики. Ученые научились доставлять в клетки светочувствительные ионные каналы, которые можно активировать излучением определенной длины волны. Недавно мы писали, как с помощью оптогенетики ученым удалось восстановить зрение слепому мужчине. Исследователи доставили в ганглиозные клетки сетчатки вирусные векторы, кодирующие чувствительные к красному свету ионный канал. В другой работе использовали инфракрасный свет, чтобы стимулировать моторные области мозга мышей, в которые доставили опсины. Чаще всего в исследованиях используются каналы, чувствительные к ультрафиолету, голубому, красному, а зеленый свет используется реже.

Некоторые умные часы, например Apple Watch, оснащены диодами, испускающими зеленый свет, с помощью которого регистрируются изменения, возникающие при наполнении мелких сосудов кровью. Ученым пришла идея, что зеленый свет от часов можно использовать для контроля функции клеток, имплантированных под кожу. Они использовали кобаламин-связывающий домен белка CarH бактерии Thermus thermophilus. В темноте он собирается в димер из димеров, когда присоединяется к деоксиаденозинкобальамину (активная форма витамина B12). При попадании на эту тетрамерную структуру зеленого света она распадается на мономеры.

Швейцарские ученые под руководством Мартина Фуссенегера (Martin Fusseneger) создали молекулярную конструкцию из кобаламин-связывающего домена белка CarH и трансактиватора. Когда тетраметр под воздействием зеленого излучения диссоциируются на мономеры, то трансактиватор переносится в ядро клетки и активирует экспрессию генов. Клетки начинают вырабатывать глюкагоноподобный пептид-1. Эти клетки затем ввели мышам с диабетом под кожу спины. На животных надели умные часы таким образом, что свет от них попадал на место введения клеток. Исследователи активировали в часах стандартную программу для беговых тренировок.

Через 12 дней у животных, которым вживили модифицированные клетки, наблюдались высокие уровни глюкагоноподобного пептида-1 (p < 0,01), а также низкие уровни глюкозы крови (p < 0,0001) по сравнению с группой контроля.

Исследователи обращают внимания на то, что для работы их молекулярной конструкции не нужны специальные устройства, достаточно зеленого сета, испускаемого умными часами. Интеграция такой системы с сенсорами глюкозы крови могла бы помочь пациентам с диабетом поддерживать уровни глюкозы на нормальном уровне. Теперь перед учеными стоит задача обеспечить длительный срок существования клеток под кожей и снизить их иммуногенность.

Глюкагоноподобный пептид-1 и его агонисты часто используют для лечения диабета и ожирения. Недавно FDA одобрило препарат для лечения ожирения на основе семаглутида — агониста рецепторов глюкогоноподобного петида-1. Он показал свою эффективность в клинических испытаниях: у людей, принимавших его, масса тела уменьшилась на 12,4 процента за год по сравнению с людьми, получавшими плацебо.

BAKU.WS