Diabetes, fedme: Er genredigering svaret?
Forskere brukte en modifisert CRISPR-genredigeringsteknikk for å målrette fettcellene til overvektige, diabetiske mus. Etter 6 uker hadde dyrene gått ned i vekt, og markørene for type 2 diabetes hadde blitt bedre.
I følge Verdens helseorganisasjon (WHO) var over 1,9 milliarder voksne over hele verden i 2016 overvektige, over 650 millioner av dem hadde fedme.
Å være overvektig eller ha fedme øker risikoen for å utvikle diabetes, hjertesykdom, noen typer kreft og muskuloskeletale problemer, spesielt slitasjegikt.
Vektstyringsprogrammer, som kan involvere ernæringsopplæring i kombinasjon med regelmessig fysisk trening, er en teknikk som personer som er overvektige eller har fedme kan bruke for å hjelpe dem å jobbe mot en sunn kroppsvekt.
Reseptbelagte medisiner for vekttap kan også være en del av en persons plan for vekttap, men disse stoffene har en betydelig risiko for bivirkninger.
I en artikkel fra 2016 i American Journal of Medicine, et team av leger fra Harvard Medical School i Boston, MA, gjennomgikk FDA-godkjente medisiner mot fedme tilgjengelig i USA. Blant bivirkningene var svimmelhet, kvalme, forstoppelse, søvnløshet, tørr munn og oppkast.
Anti-fedme medisiner under utvikling har vært rettet mot begrensning av kaloriinntaket ved å virke på mage-tarmkanalen eller sentralnervesystemet. Imidlertid har de fleste av disse medikamentene vist liten effekt ledsaget av alvorlige bivirkninger, forklarer forfatterne av en ny studie som inneholder Genomforskning denne uka.
Tilsvarende forfatter er Yong-Hee Kim, professor ved Institutt for bioteknologi ved Hanyang University i Seoul, Sør-Korea.
Kims siste studie fokuserer på å unngå bivirkningene forbundet med medisiner mot fedme og forbedre vekttap ved å utnytte hvordan celler bruker sin genetiske kode.
Forstyrrer genuttrykk
For studien brukte Kim og kollegaer et modifisert CRISPR-genredigeringsverktøy kalt CRISPR-interferens (CRISPRi), som forskere ved University of California i San Francisco først utviklet i 2013.
I motsetning til tradisjonell CRISPR, som søker å endre den genetiske koden permanent, forstyrrer CRISPRi genuttrykk ved å hemme produksjonen av proteiner.
I en tidligere studie utviklet Kim en metode for å levere genetisk modifiserende midler til hvite fettceller eller adipocytter. I denne artikkelen forklarer han at adipocytter er vanskelige celler å målrette med slike genredigeringsverktøy.
Ved å bruke et kort peptid som spesifikt legger seg sammen med hvite adipocytter, var teamet i stand til å levere CRISPRi-komponentene til 99% av cellene i en cellekulturmodell.
Proteinet som forskerne ønsket å målrette mot var fettsyrebindende protein 4 (fabp4). Betydelige mengder av dette proteinet er tilstede i hvitt fett og plasma, og forskere mener at det spiller en rolle i sukker- og insulinmetabolismen.
En tidligere studie i Science Translational Medicine viste at å redusere nivåene av fabp4 hos diabetiske mus ved bruk av et antistoff resulterte i forbedringer i blodsukkernivået, så vel som i fett- og insulinmetabolisme.
Ved å bruke sin CRISPRi-teknologi klarte Kim og kollegene å redusere uttrykksnivået til fabp4 med opptil 60%.
Deretter brukte teamet mus som var overvektige og diabetiske, og injiserte dem med deres peptidmålrettede CRISPRi to ganger i uken i opptil 6 uker. Musene mistet omtrent 20% av kroppsvekten i løpet av denne tiden.
"Det ble ikke registrert noen signifikante endringer i matinntaket i løpet av behandlingsperioden, noe som indikerer at tap av kroppsvekt ikke skyldes å spise mindre," skriver forfatterne i papiret.
De bemerket også lavere blodsukkernivå, mindre betennelse og forbedrede biomarkører for alkoholfri fettleversykdom.
Likevel, med lovende resultater til side, oppfordrer teamet til forsiktighet.
"Til tross for det terapeutiske potensialet er translasjonsforskningen fra en musemodell til pasienten i det virkelige liv ennå et hinder å overvinne," kommenterer forfatterne i avisen.
“I in vivo-eksperimentene ble formuleringene administrert to ganger i uken i opptil 6 uker. For mennesker kan vi ikke være sikre på om det kan brukes et regime på to ganger i uken i opptil 6 uker, ”fortsetter de før de konkluderer med:
"Ytterligere studier angående translationell forskning fra en musemodell til en menneskelig pasient må absolutt utføres før klinisk bruk."
Studien var liten og inkluderte bare fem mus i hver eksperimentgruppe. Imidlertid baner det vei for videre forskning i å nærme seg fedme fra en annen vinkel enn en tradisjonell farmasøytisk tilnærming.
