30 лет поисков панацеи от диабета. Синтетическая биология – новые решения на горизонте

сегодня 08:53

Еще более печален тот факт, что результаты исследований, направленные на поиск новых видов лечения диабета, становятся разочарованием. На некоторое время появляются новые надежды на излечение данного заболевания, но со временем они исчезают из виду. И единственным эффективным вариантом так и остаются инъекции инсулина.

Однако в последнее время продемонстрировала свой высокий потенциал в решении проблемы сахарного диабета синтетическая биология – наука, которая направлена ​​на создание или реорганизацию биологических компонентов и систем. Достижения в данной области все еще остаются несколько сомнительными, но они дают основания для надежды в поиске новых решений в лечении сахарного диабета.

Одним из перспективных направлений в области синтетической биологии является перестройка генома бактерий микрофлоры человека, что позволило бы им выполнять некоторые из функций, которые больше не способен осуществлять организм человека с диабетом. Независимо от того, будет ли реализована данная идея в будущем, она служит примером того, насколько многообещающей является синтетическая биология в решении проблем, которые долгое время были непреодолимыми для исследователей.

В целом, исследователи в области синтетической биологии уже достигли некоторых результатов. Они попытались перестроить геном человеческих эмбриональных клеток почки таким образом, чтобы те имитировали функцию бета-клеток поджелудочной железы, уничтоженных иммунной системой. Затем ученые имплантировали эти клетки мышам с диабетом, где те успешно и автономно стабилизировали уровень сахара в крови. Это автономное, или «замкнутое», качество созданных исследователями клеток обеспечивает возможность стабилизировать уровень глюкозы в крови без регулярных инъекций и проверок.

Истинные замкнутые системы (наподобие этим модифицированным клеткам почек, автоматически выделяющим инсулин в ответ на колебания уровня сахара в крови) воссоздают естественные процессы здорового организма. Такие системы долгое время были святым Граалем для исследователей в области диабета, поскольку они позволяют диабетикам питаться и осуществлять физическую деятельность по своему желанию – то есть, без постоянной необходимости проверять уровень  глюкозы и манипулировать режимом дозирования.

Хотя проекты, касающиеся синтеза заменителей бета-клеток, впечатляют, у них все еще есть фундаментальная проблема: необратимый аутоиммунный ответ организма с диабетом. Поскольку клетки-заменители напоминают естественные бета-клетки, иммунная система по-прежнему распознает их как цели и в конечном итоге уничтожает. Даже если они функционируют в экспериментальных условиях в течение нескольких недель, их эффективность со временем исчезает.

Разрешение данной проблемы является чрезвычайно сложным. Простого решения не существует, по крайней мере, с точки зрения модуляции иммунной системы. Ученые пытаются обойти реакцию иммунной системы, но пока данные попытки не совсем удачны.

Именно здесь появляется возможность продемонстрировать потенциал синтетической биологии, которая позволяет создать синтетический бактериальный организм. Так, ученые в этой области обнаружили полезные бактерии, живущие глубоко в слоях нашей кожи, которые, по-видимому, остаются «незамеченными» иммунной системой организма.

Если заставить данные бактерии функционировать подобно бета-клеткам, они успешно заменят их, а организм не будет вырабатывать против бактерий антитела.

Поскольку иммунная система обычно не затрагивает бактерии в составе микрофлоры организма, это позволит генетически модифицированным клеткам заниматься своим делом (вырабатывать инсулин), выполняя работу уничтоженных ранее клеток поджелудочной железы.

Данное исследование все еще находится на самых ранних стадиях и ученые в настоящее время ищут финансирование для проведения экспериментов на мышах. Ученые также признают, что им еще предстоит справиться со многими трудностями и это не гарантирует того, что «перепроектированные» бактерии будут функционировать должным образом на практике. Кроме того, до момента получения каких-то определенных результатов могут пройти годы. Однако энтузиазм, характерный исследователям, занимающимся синтетической биологией, непреодолим. Они уверены, что именно благодаря постепенным шагам в области медицинских технологий жизнь людей непреодолимо улучшится. А данная область науки имеет огромный потенциал для того, чтобы со временем обеспечить большой прыжок в лечении сахарного диабета.