Para uma sólida prova de conceito, uma equipe de cientistas liderada por Martin Fussenegger, da Escola Técnica Superior Suíça de Zurique (ETH), desenvolveu um sistema para tratar diabetes tipo 2 em camundongos bebendo grandes quantidades de café. Na verdade, quando os animais bebem café (ou qualquer outra bebida com cafeína, como chá), um sistema genético artificial é ativado em células implantadas em camundongos na cavidade abdominal. Isso leva à produção de um hormônio que aumenta a produção de insulina, reduzindo assim os níveis de açúcar no sangue.
Os cientistas observam que os biólogos envolvidos no desenvolvimento de sistemas genéticos artificiais há muito procuram esses indutores que podem desencadear a genética artificial. Mas as versões anteriores dos indutores tiveram problemas. Isso inclui os antibióticos, que podem estimular a resistência das bactérias aos medicamentos, e os aditivos alimentares que podem ter efeitos colaterais. A cafeína não é tóxica, é barata de fabricar e só é encontrada em certas bebidas, como café e chá. Essas bebidas são muito populares e mais de dois bilhões de xícaras de café são bebidas todos os dias em todo o mundo.
Um componente chave do sistema é aquela proteína que pode responder à presença de cafeína na corrente sanguínea. Para fazer isso, os pesquisadores usaram anticorpos produzidos pelo corpo do camelo que podem detectar a cafeína. Na presença de cafeína, esse anticorpo - aCaffVHH - se liga à cafeína e depois se dimeriza. Em outras palavras, dois aCaffVHHs se unem, comprimindo a molécula de cafeína. Os pesquisadores combinaram metade da proteína com um anticorpo e a outra metade com um segundo anticorpo, então os anticorpos podem formar uma proteína funcional completa quando se dimerizam. Assim, os cientistas só poderiam ativar essa proteína com a dimerização induzida pela cafeína.
O mais sensível à cafeína foi o sistema que utilizou o regulador EpoR, que se torna ativo ao dimerizar e induzir um fator de transcrição denominado STAT3. Como todos os fatores de transcrição, STAT3 funciona ligando-se a bits específicos de DNA para controlar a expressão do gene.
Os cientistas construíram um segmento de ligação a STAT3 em células-tronco que dirige um gene que codifica um hormônio humano sintético chamado GLP-1, ou peptídeo-1 semelhante ao glucagon. Esse hormônio faz com que o corpo produza sua própria insulina, que por sua vez reduz o açúcar no sangue. O GLP-1 sintético é considerado um tratamento potencial para o diabetes tipo 2, no qual há alto nível de açúcar no sangue e produção insuficiente de insulina. Esta doença afeta mais de 400 milhões de pessoas em todo o mundo.
Os pesquisadores embalaram essas células-tronco produtoras de GLP-1 em uma cápsula permeável e, em seguida, colocaram a cápsula na cavidade corporal de camundongos com diabetes tipo 2. Após doses diárias de café em ratos diabéticos, os níveis de açúcar no sangue foram semelhantes aos de ratos saudáveis. Eles também tinham níveis de insulina no sangue muito mais altos em comparação com ratos diabéticos sem um implante produtor de GLP-1.
É importante notar que a ingestão diária de cafeína não causou problemas nos ratos, como aumento da frequência cardíaca ou níveis perigosamente baixos de açúcar no sangue. Os pesquisadores também observaram que as bebidas descafeinadas não ativaram o sistema.
Os cientistas estão otimistas e até sugerem que, com ajustes posteriores, eles podem criar sistemas personalizados para atender às preferências de cada paciente quanto ao consumo de cafeína.
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Os resultados da pesquisa foram publicados na Nature Communications.
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