Para una prueba de concepto sólida, un equipo de científicos dirigido por Martin Fussenegger de la Escuela Técnica Superior Suiza de Zurich (ETH) desarrolló un sistema para tratar la diabetes tipo 2 en ratones bebiendo grandes cantidades de café. De hecho, cuando los animales beben café (o cualquier otra bebida con cafeína, como el té), se activa un sistema genético artificial en las células implantadas en ratones en la cavidad abdominal. Esto conduce a la producción de una hormona que aumenta la producción de insulina, reduciendo así los niveles de azúcar en sangre.
Los científicos señalan que los biólogos involucrados en el desarrollo de sistemas genéticos artificiales han estado buscando durante mucho tiempo tales inductores que pudieran activar la genética artificial. Pero las versiones anteriores de los inductores tenían problemas. Estos incluyen antibióticos, que pueden estimular la resistencia a los medicamentos en las bacterias, y aditivos alimentarios que pueden tener efectos secundarios. La cafeína no es tóxica, es barata de fabricar y solo se encuentra en ciertas bebidas como el café y el té. Estas bebidas son muy populares y cada día se beben más de dos mil millones de tazas de café en todo el mundo.
Un componente clave del sistema es esa proteína que puede responder a la presencia de cafeína en el torrente sanguíneo. Para hacer esto, los investigadores utilizaron anticuerpos producidos por el cuerpo del camello que pueden detectar cafeína. En presencia de cafeína, este anticuerpo, aCaffVHH, se une a la cafeína y luego se dimeriza. En otras palabras, dos aCaffVHH se unen, pellizcando la molécula de cafeína. Los investigadores combinaron la mitad de la proteína con un anticuerpo y la otra mitad con un segundo anticuerpo, luego los anticuerpos pueden formar una proteína funcional completa cuando se dimerizan. Por lo tanto, los científicos solo pudieron activar esta proteína con la dimerización inducida por la cafeína.
El más sensible a la cafeína fue el sistema que utilizó el regulador EpoR, que se activa cuando se dimeriza e induce un factor de transcripción llamado STAT3. Como todos los factores de transcripción, STAT3 funciona uniendo fragmentos específicos de ADN para controlar la expresión génica.
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Los científicos construyeron un segmento de unión a STAT3 en las células madre que impulsa un gen que codifica una hormona humana sintética llamada GLP-1, o péptido-1 similar al glucagón. Esta hormona hace que el cuerpo produzca su propia insulina, lo que a su vez reduce el azúcar en sangre. El GLP-1 sintético se considera un tratamiento potencial para la diabetes tipo 2, en la que hay un nivel alto de azúcar en sangre y una producción insuficiente de insulina. Esta enfermedad afecta a más de 400 millones de personas en todo el mundo.
Los investigadores empaquetaron estas células madre productoras de GLP-1 en una cápsula permeable y luego colocaron la cápsula en la cavidad corporal de ratones con diabetes tipo 2. Después de dosis diarias de café en ratones diabéticos, los niveles de azúcar en sangre fueron similares a los de ratones sanos. También tenían niveles de insulina en sangre mucho más altos en comparación con los ratones diabéticos sin un implante productor de GLP-1.
Es importante tener en cuenta que la ingesta diaria de cafeína no causó problemas en los ratones, como un aumento de la frecuencia cardíaca o niveles peligrosamente bajos de azúcar en sangre. Los investigadores también notaron que las bebidas descafeinadas no activaron el sistema.
Los científicos son optimistas e incluso sugieren que, con los ajustes posteriores, pueden crear sistemas personalizados que se adapten a las preferencias de cada paciente en cuanto al consumo de cafeína.
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Los resultados de la investigación se publicaron en Nature Communications.
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