پیشتازان زیست شناسی مصنوعی: شرکت هایی که دیابت را به چالش میکشند

نبرد بیوتکنولوژی با دیابت: آینده‌ای شیرین‌تر و سالم‌تر در راه است

دیابت، این بیماری خاموش، به یک بحران جهانی تبدیل شده و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، تنها در آمریکا سالانه حدود ۴۰۰,۰۰۰ نفر جان خود را به دلیل آن از دست بدهند. اما خبر خوب این است که شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی (Synthetic Biology) سخت در تلاشند تا با نوآوری‌های خود، این روند را متوقف کنند. در این مطلب، نگاهی به سیستم‌های پیشرفته پایش مداوم قند خون (CGM) و جایگزین‌های کم‌کالری شکر می‌اندازیم که قرار است چشم‌انداز سلامت در سراسر جهان را دگرگون کنند.

هک زیستی جریان خون: پایش هوشمندانه قند

هک زیستی (Biohacking) که به آن زیست‌شناسی DIY (خودت انجام بده) هم گفته می‌شود، به افرادی اطلاق می‌شود که خارج از محیط‌های دانشگاهی و صنعتی به دنبال نوآوری‌های علمی هستند. این افراد همواره به دنبال پیشگیری از مشکلات قبل از وقوع آن‌ها هستند. یکی از ابزارهای محبوب آن‌ها، نمایشگر مداوم قند خون (CGM) است؛ جایگزینی بسیار مطلوب برای آزمایش خون با نوک انگشت که توسط افراد دیابتی استفاده می‌شود.

برخلاف روش قدیمی، CGM سطح گلوکز خون را به طور مداوم نشان می‌دهد و درک بهتری از واکنش بدن به غذا، ورزش یا استرس ارائه می‌دهد. این اطلاعات به افراد کمک می‌کند تا از افت خطرناک قند خون جلوگیری کنند.

الا میهوف، یک هکر زیستی، در بلاگ خود نوشته است که بسیاری از افراد در کشورهای توسعه یافته از CGM برای بررسی تأثیر رژیم و سبک زندگی خود بر متابولیسمشان و به عنوان راهی برای جلوگیری از پیشرفت بیماری‌های مزمن مانند چاقی و دیابت استفاده می‌کنند. با این حال، گزینه‌های فعلی CGM پس از استفاده مکرر می‌توانند درد و ناراحتی ایجاد کرده و خطر عفونت داشته باشند. به همین دلیل، نیاز به دستگاه‌های غیرتهاجمی برای اندازه‌گیری قند خون، یک “عامل تغییر زندگی” برای میلیون‌ها بیمار در سراسر جهان است.

مولکول‌های هوشمند: انقلابی در تشخیص قند خون

شرکت Carbometrics، که پس از فروش موفقیت‌آمیز زیرمجموعه دانشگاهی Ziylo تأسیس شد، پیشگام در ارائه یک راه‌حل جدید و فوق‌العاده نوآورانه برای تشخیص قند خون است: یک مولکول کوچک و حساس به گلوکز. این مولکول علاوه بر نظارت دقیق، اندازه ایمپلنت را به حداقل می‌رساند.

اندی چپمن، مدیرعامل Carbometrics، می‌گوید: “ما یک مولکول مصنوعی ایجاد کرده‌ایم که گلوکز را با گزینش‌پذیری بی‌سابقه پیوند می‌دهد. با کمی طراحی هوشمندانه، می‌توانیم نسخه‌هایی از این مولکول بسازیم تا غلظت گلوکز خون را دقیقاً تعیین کنیم.” این فناوری می‌تواند راهکاری کم‌تهاجم، طولانی‌مدت و ارزان‌تر برای تشخیص قند خون باشد. این یک خبر هیجان‌انگیز برای افراد دیابتی و هکرهای زیستی است، زیرا گزینه‌های فعلی تنها برای چند روز یا چند هفته کار می‌کنند، در حالی که Carbometrics چیزی بسیار بادوام‌تر پیشنهاد می‌دهد.

این شرکت همچنین در تلاش است تا از مولکول خود برای ساخت یک “انسولین پاسخگو به گلوکز” استفاده کند؛ ایده‌ای پیشرفته که می‌تواند خطر واقعی افت قند خون (هیپوگلیسمی) را کاهش داده، کنترل کلی گلوکز خون را بهبود بخشد و نیاز به تزریق‌های کمتری داشته باشد.

قند می‌خواهیم چکار؟ جایگزین‌های سالم‌تر در راهن

جالب اینجاست که خود قند مستقیماً باعث دیابت نوع ۲ نمی‌شود، اما رژیم غذایی سرشار از قند اضافی، خطر ابتلا به این بیماری را افزایش می‌دهد. اما چه کنیم با تمایل به شیرینی؟ جایگزین‌های قند وارد میدان می‌شوند.

شیرین‌کننده‌های مصنوعی متأسفانه با اثرات منفی مشابه قند مرتبط بوده‌اند: چاقی، دیابت، فشار خون بالا و بیماری‌های قلبی. تحقیقات نشان می‌دهد که این موضوع می‌تواند به دلیل تغییرات در میکروبیوتای روده (میکروارگانیسم‌های موجود در دستگاه گوارش) باشد.

اما استویا، یک جایگزین طبیعی، امیدبخش است. تحقیقات نشان می‌دهد که استویا حتی می‌تواند از طریق تأثیر بر پروتئین‌های مرتبط با درک طعم و ترشح انسولین، از دیابت نوع ۲ پیشگیری کند. مشکل اینجاست که استویا با اینکه فوق‌العاده شیرین است، اما طعم تلخی در دهان باقی می‌گذارد.

شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی در حال حل این مشکل هستند

Conagen: با تجزیه استویا به اجزای مختلف، ترکیبات شیرین‌تری مانند محصول تجاری BESTEVIA® را یافته است.
Amyris: محصول مشابهی به نام PURECANE™ عرضه کرده که به گفته مدیرعامل جان ملو “شیرینی نیشکر را دارد اما بدون کالری.”
Codexis با Tate & Lyle: با همکاری هم، از یک سیستم آبشار آنزیمی پیشرفته برای دستیابی به استویای خوش‌طعم‌تر در TASTEVA® M Stevia Sweetener استفاده کرده‌اند.
همچنین، شرکت‌هایی مانند ARCITEKBio در حال تولید زایلیتول از ضایعات کشاورزی (مانند کاه گندم) هستند که یک شیرین‌کننده طبیعی دیگر با بازار ۱.۴ میلیارد دلاری است.

اما چالش دیگری هم وجود دارد: حفظ ساختار و بافت غذاهای جامد مثل کیک و شیرینی‌ها با جایگزین‌های قند. STEM! Sugar در حال کار روی این مشکل است. مدیرعامل تام سیمونز توضیح می‌دهد: “مشکل قند لزوماً مربوط به مصرف قند اضافی نیست، بلکه استفاده از قندهای اشتباه است. مواد اولیه ما در واقع قند هستند، اما متفاوت از قند نیشکر یا چغندر. قندهای ما، قند مشتق شده از فیبر هستند که در غذا مانند قندها اما در بدن مانند فیبر عمل می‌کنند؛ یعنی عوارض منفی معمول قند را ندارند.”

تضمین آینده‌ای سالم‌تر

چه یک هکر زیستی هوشیار باشید که به دنبال پیشگیری از دیابت نوع ۲ است، یا یک بیمار که مجبور به نظارت و کنترل سطح قند خون خود است، این راه‌حل‌های زیست‌شناسی مصنوعی به پیش‌آگاهی بسیار بهتر و زندگی سالم‌تری منجر می‌شوند. این نوآوری‌ها در حال تغییر چشم‌انداز سلامت هستند و آینده‌ای را نوید می‌دهند که در آن، مدیریت و پیشگیری از دیابت بسیار مؤثرتر خواهد بود.