Το 2021, 537 εκατομμύρια άνθρωποι είχαν διαβήτη, σύμφωνα με το IDF Diabetes Atlas. Ο αριθμός αυτός προβλέπεται να αυξηθεί σε 643 εκατομμύρια έως το 2030 και σε 783 εκατομμύρια έως το 2045. Πολλοί διαβητικοί λαμβάνουν ινσουλίνη για να μειώσουν το σάκχαρο στο αίμα τους. Ωστόσο, όταν η ινσουλίνη λαμβάνεται από το στόμα, δεν αντιδρά καλά καθώς έρχεται σε επαφή με το όξινο περιβάλλον του στομαχιού και δεν απορροφάται καλά από το έντερο.

Παρόλο που οι ερευνητές αναπτύσσουν χάπια ινσουλίνης που δεν καταστρέφονται από την πέψη και δερματικά επιθέματα που παρακολουθούν το σάκχαρο, ο πιο αξιόπιστος τρόπος λήψης ινσουλίνης παραμένουν οι ενέσεις. Η έρευνα καινοτόμων νέων τρόπων εισαγωγής φαρμάκων στον οργανισμό μπορεί να βελτιώσει την ανταπόκριση των ασθενών στις θεραπείες. Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «The Lancet Diabetes & Endocrinology», οι ερευνητές καλλιέργησαν κύτταρα που απελευθερώναν ινσουλίνη σε απόκριση σε συγκεκριμένα ηχητικά κύματα: ένα τραγούδι του συγκροτήματος Queen.

Τι είναι η κυτταρική μηχανική;

Τα κύτταρα είναι η βασική μονάδα της ζωής. Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από εκατοντάδες διαφορετικούς τύπους κυττάρων που εκτελούν εξειδικευμένες λειτουργίες. Σε ορισμένους διαβητικούς, τα β-κύτταρα του παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη δυσλειτουργούν ή έχουν πεθάνει. Τι θα γινόταν όμως αν υπήρχε τρόπος να αντικατασταθούν αυτά τα ελαττωματικά κύτταρα με νέα που θα μπορούσαν να παράγουν ινσουλίνη κατά παραγγελία;

- Advertisement -

Στην κυτταρική μηχανική, οι επιστήμονες τροποποιούν γενετικά ένα κύτταρο ώστε να εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία, όπως η παραγωγή ινσουλίνης. Η τοποθέτηση του γονιδίου που παράγει την ινσουλίνη στα κύτταρα δεν είναι δύσκολη, αλλά ο έλεγχος της παραγωγής της αποτελεί πρόκληση καθώς η ινσουλίνη πρέπει να παράγεται μόνο ως απάντηση στα υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα μετά από ένα γεύμα, όχι οποιαδήποτε άλλη στιγμή.

Οι επιστήμονες έχουν διερευνήσει την ιδέα της χρήσης διαύλων ιόντων – πρωτεΐνες ενσωματωμένες στη μεμβράνη ενός κυττάρου που ρυθμίζουν τη ροή ιόντων όπως το ασβέστιο ή το χλωρίδιο– σαν μια τηλεχειριζόμενη συσκευή για την ενεργοποίηση της κυτταρικής δραστηριότητας. Τα κύτταρα με συγκεκριμένους τύπους διαύλων ιόντων στις μεμβράνες τους μπορούν να ενεργοποιηθούν σε απόκριση σε ορισμένα ερεθίσματα, όπως το φως, ο ηλεκτρισμός, τα μαγνητικά πεδία ή η μηχανική διέγερση. Τέτοια κανάλια ιόντων υπάρχουν στη φύση ως αισθητήριες συσκευές που βοηθούν τα κύτταρα και τους οργανισμούς να ανταποκρίνονται στο φως, τον μαγνητισμό, την αφή ή τον ήχο. Για παράδειγμα, τα τριχωτά κύτταρα στο εσωτερικό αυτί διαθέτουν μηχανοευαίσθητα κανάλια ιόντων που ανταποκρίνονται στα ηχητικά κύματα.

Συνδυάζοντας την κυτταρική μηχανική με τους Queen

Ο Μάρτιν Φουσενέγκερ, καθηγητής βιομηχανολογίας στο ETH Zurich, ηγήθηκε μιας πρόσφατης μελέτης που χρησιμοποίησε ένα μηχανοευαίσθητο κανάλι ιόντων ως τηλεχειριστήριο για να δώσει σήμα στα κύτταρα να παράγουν ινσουλίνη σε απόκριση σε συγκεκριμένα ηχητικά κύματα. Αυτά τα κύτταρα MUSIC (music-inducible cellular control) που απελευθερώνουν ινσουλίνη καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο δίπλα σε μεγάφωνα. Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε μια ποικιλία μουσικών ειδών διαφορετικής έντασης και ταχύτητας.

Μεταξύ των τραγουδιών που έπαιξαν ήταν ποπ τραγούδια όπως το «Billie Jean» του Μάικλ Τζάκσον, το «We Will Rock You» των Queen και το «Hotel California» των Eagles και κλασικά κομμάτια όπως το «Für Elise» του Μπετόβεν και το «Alla Turca» του Μότσαρτ. Οι ερευνητές διαπίστωσαν πως η ποπ μουσική και τα soundtracks διευκόλυναν καλύτερα την απελευθέρωση ινσουλίνης σε σχέση με την κλασική μουσική. Επιπλέον, τα κύτταρα απελευθέρωσαν ινσουλίνη μέσα σε λίγα λεπτά από την έκθεση στο τραγούδι. Οι ερευνητές διαπίστωσαν πως το τραγούδι των Queen «We Will Rock You» μιμούνταν πιο πιστά τον ρυθμό απελευθέρωσης ινσουλίνης στα φυσιολογικά β-κύτταρα του παγκρέατος.

Στη συνέχεια, η ομάδα εμφύτευσε τα MUSIC κύτταρα σε διαβητικά ποντίκια. Η ακρόαση του τραγουδιού των Queen για 15 λεπτά μία φορά την ημέρα επανέφερε την ποσότητα ινσουλίνης στο αίμα τους σε φυσιολογικά επίπεδα. Τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα επέστρεψαν επίσης στο φυσιολογικό. Αντίθετα, τα ποντίκια που δεν εκτέθηκαν στο τραγούδι παρέμειναν υπεργλυκαιμικά.

Θα μπορούσε η μουσική να προάγει την παραγωγή ινσουλίνης στους ανθρώπους;

Παρά τα υποσχόμενα πρώτα αποτελέσματα, απαιτούνται πολύ περισσότερες μελέτες προτού αυτή η μουσική προσέγγιση εξεταστεί σε ανθρώπους. Μια ανησυχία είναι ότι θα παράγεται υπερβολική ποσότητα ινσουλίνης, η οποία μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα υγείας. Η μελέτη διαπίστωσε ότι η ομιλία και ο θόρυβος περιβάλλοντος– αεροπλάνα, αυτοκίνητα, χορτοκοπτικές μηχανές, πυροσβεστικά οχήματα- δεν ενεργοποίησαν το σύστημα παραγωγής ινσουλίνης στα ποντίκια.

Σύμφωνα με τον ερευνητή, θα πρέπει να διεξαχθούν εκτεταμένες κλινικές δοκιμές για να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια της νέας προσέγγισης. Όπως συμβαίνει με την εισαγωγή οποιουδήποτε ξένου υλικού στο ανθρώπινο σώμα, η απόρριψη των ιστών αποτελεί επίσης μια ανησυχία.

Η κυτταρική μηχανική μπορεί μια μέρα να προσφέρει μια πολυπόθητη εναλλακτική λύση στις συχνές ενέσεις ινσουλίνης για τα εκατομμύρια των ανθρώπων με διαβήτη σε όλο τον κόσμο. Στο μέλλον, διαφορετικοί τύποι κυττάρων θα μπορούσαν να κατασκευαστούν ώστε να απελευθερώνουν άλλα φάρμακα στο σώμα πιο εύκολα.

ΠΗΓΗ: The Conversation