टाइप 2 मधुमेह: 'ग्लूकोज नियंत्रण' के लिए कॉफी का उपयोग
एक दिन, टाइप 2 मधुमेह वाले लोग सिंथेटिक जीव विज्ञान के लिए धन्यवाद, चाय या कॉफी पीने से अपने रक्त शर्करा को विनियमित करने में सक्षम हो सकते हैं।
स्विट्जरलैंड में ETH ज्यूरिख के वैज्ञानिकों ने एक सिंथेटिक जीन सर्किट का डिजाइन और परीक्षण किया है जो कैफीन के पेय सांद्रता पर प्रतिक्रिया करता है।
यह टाइप 2 मधुमेह के इलाज के लिए उपयोग किए जाने वाले एक ग्लूकोज नियंत्रण यौगिक को जारी करके इसे प्राप्त करता है।
शोधकर्ताओं ने सर्किट को कोशिकाओं में डाला और उन्हें डायबिटिक चूहों में प्रत्यारोपित किया।
उन्होंने दिखाया कि कॉफी की खपत कैफीन की विभिन्न खुराक के अनुरूप रक्त शर्करा के स्तर को कम करती है।
एक बार जब कैफीन चूहों के रक्तप्रवाह में प्रवेश कर गया, तो उसने सिंथेटिक जीन सर्किट को सक्रिय कर दिया, जिससे ग्लूकोज के स्तर को नीचे लाने के लिए यौगिक को जारी किया।
शोधकर्ता पत्रिका में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन पत्र में अपने निष्कर्षों की रिपोर्ट करते हैं प्रकृति संचार.
दुनिया भर में मधुमेह का बोझ बढ़ रहा है
मधुमेह एक बढ़ती सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या है जो दुनिया भर में करोड़ों लोगों को प्रभावित करती है।
महामारी मुख्य रूप से टाइप 2 मधुमेह की बढ़ती दरों के कारण है, एक ऐसी स्थिति जो तब विकसित होती है जब कोशिकाएं ग्लूकोज या रक्त शर्करा को ऊर्जा में बदलने के लिए इंसुलिन को नियोजित करने की अपनी क्षमता खो देती हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, मधुमेह के लगभग 23.1 मिलियन मामलों का निदान किया गया है - उनमें से अधिकांश प्रकार 2. इस बोझ की अनुमानित वार्षिक लागत $ 245 बिलियन से अधिक है।
लेकिन भले ही उपचार हाल के वर्षों में काफी उन्नत हुए हैं और जटिलताओं के जोखिम को काफी कम कर सकते हैं, मधुमेह अभी भी यू.एस. में मृत्यु का सातवां प्रमुख कारण है।
यदि अधिक व्यक्ति अपने डॉक्टरों द्वारा सुझाए गए उपचार लक्ष्यों को प्राप्त करते हैं तो यह बोझ कम हो सकता है। विशेषज्ञों का सुझाव है कि समस्या से निपटने के लिए हमें बेहतर "देखभाल के मॉडल" की आवश्यकता है।
वर्तमान में, रोगियों को प्रत्येक भोजन के बाद रक्त शर्करा के स्तर की निगरानी करनी होती है और निर्धारित उपचार के साथ किसी भी वृद्धि का तुरंत जवाब देना होता है।
सिंथेटिक बायोलॉजी और जीन सर्किट
शोधकर्ताओं ने सिंथेटिक जीव विज्ञान को "इंजीनियरिंग और जीव विज्ञान के बीच संलयन" के रूप में वर्णित किया है, जिसने हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों को बायोमेडिकल उपयोग के लिए जीन सर्किट तैयार करने में सक्षम किया है।
सिंथेटिक जीन सर्किट एक खास तरीके से अपने मौजूदा मशीनरी का उपयोग करने के लिए कोशिकाओं को रिप्रोग्राम करते हैं।
इसका एक उदाहरण "आणविक स्विच" का विकास है जो कैंसर के उपचार को सुरक्षित और अधिक सटीक बनाने के लिए प्रतिरक्षा कोशिकाओं को कसकर नियंत्रित कर सकता है।
सिंथेटिक जीन सर्किट डिजाइन करते समय वैज्ञानिकों को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। इनमें से सही ट्रिगर का चयन करना है ताकि सर्किट गलती से सक्रिय न हो और यह सुनिश्चित करें कि प्रतिक्रिया उसी तक सीमित है जो आवश्यक है और दुष्प्रभाव उत्पन्न नहीं करता है।
कैफीन-ट्रिगर पेप्टाइड उत्पादन
कागज में, वैज्ञानिकों का वर्णन है कि कैसे उन्होंने "पूरी तरह से सिंथेटिक रिसेप्टर्स जो कि कैफीन की भावना रखते हैं" को एक विशिष्ट कप कॉफी में मौजूद स्तरों के बराबर बनाया।
रिसेप्टर्स प्रोटीन होते हैं जो कोशिकाओं की सतह पर बैठते हैं और केवल तब प्रतिक्रिया करते हैं जब वे एक विशिष्ट अणु का सामना करते हैं, जैसे कि ताला में डाली गई एक अद्वितीय कुंजी। बाइंडिंग का यह कार्य सेल के अंदर एक विशिष्ट प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है।
यहाँ, ट्रिगर कैफीन है और प्रतिक्रिया "सिंथेटिक मानव ग्लूकागन-जैसे पेप्टाइड 1" का उत्पादन है, जो कि ग्लूकोज के रक्त स्तर को नीचे लाने के लिए टाइप 2 मधुमेह के उपचार में उपयोग किया जाने वाला एक यौगिक है।
अध्ययन लेखकों ने आनुवंशिक सर्किट को "कैफीन-उत्तेजित उन्नत नियामक (सी-स्टार)" कहा है। उन्होंने इसे "डिजाइनर कोशिकाओं" में डालकर C-STAR का परीक्षण किया।
शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में कैफीन की विभिन्न स्रोतों और खुराक के वाणिज्यिक ब्रांडों सहित पेय पदार्थों के सी-स्टार कोशिकाओं की प्रतिक्रिया का परीक्षण किया। उन्होंने कोशिकाओं को चूहों में भी प्रत्यारोपित किया जो टाइप 2 मधुमेह विकसित करने के लिए नस्ल थे।
‘बेहतर ग्लूकोज नियंत्रण’
सेल-परीक्षण और सी-स्टार कोशिकाओं के साथ प्रत्यारोपित दोनों चूहों में, कैफीन की उपस्थिति ने जीन अभिव्यक्ति में एक प्रतिवर्ती और खुराक पर निर्भर परिवर्तन शुरू कर दिया।
सबसे पहले, टीम ने ट्रिगर के प्रभाव को "रिपोर्टर जीन" से जोड़कर परीक्षण किया जो कि एक प्रोटीन के लिए कोडित किया गया था जिसे वे परीक्षण कर सकते थे।
फिर शोध टीम ने टाइप 2 डायबिटीज के इलाज के लिए रिपोर्टर जीन को एक जीन से बदल दिया, जो "एक इंजीनियर प्रोटीन क्लीनिकली लाइसेंस" के लिए कोड करता है, जो सिंथेटिक मानव ग्लूकागन-जैसे पेप्टाइड 1 है।
एक बार ट्रिगर होने के बाद, सर्किट ने कोशिकाओं को ग्लूकागन-जैसे पेप्टाइड का उत्पादन करने का कारण बनाया। 1. इलाज किए गए चूहों ने अनुपचारित नियंत्रणों की तुलना में "काफी सुधार हुआ" ग्लूकोज नियंत्रण दिखाया।
’जीवन शैली के साथ एकीकृत थेरेपी’
टीम का सुझाव है कि ट्रिगर के रूप में कैफीन का उपयोग करने के फायदों में से एक यह है कि यह "गैर विषैले, सस्ती, और केवल विशिष्ट पेय में मौजूद है।"
नए अध्ययन से पता चलता है कि सिंथेटिक जीन सर्किट पर आधारित "फाइन-ट्यून" उपचार रोज़मर्रा के पेय पर प्रतिक्रिया करना संभव है "जैसे कि किसी भी अतिरिक्त रसायनों के पूरक के बिना चाय और कॉफी"।
इसके अलावा, "जीवन शैली के साथ चिकित्सा को एकीकृत करके", शोधकर्ताओं का सुझाव है कि दृष्टिकोण रोगियों को उपचार के आहार के साथ अधिक आसानी से अनुपालन करने का एक तरीका हो सकता है, जैसा कि वे निष्कर्ष निकालते हैं:
"नियमित सांस्कृतिक आदतों को भुनाने के लिए, ऐसी प्रणालियों पर आधारित उपचारों को लोगों की जीवन शैली में समेकित रूप से एकीकृत किया जाना चाहिए, और इसलिए यह एक प्रमुख स्तंभ हो सकता है, जिस पर व्यक्तिगत दवा की नई पीढ़ी का निर्माण हो सकता है।"
