לטפל בסוכרת בעזרת הצבע הכחול

המנגנון שמווסת את רמות הסוכר בדם גורם לתאי הגוף לקחת אליהם סוכר כשיש הרבה ממנו, למשל לאחר ארוחה דשנה, ולשחרר סוכר מהמחסנים בזמן מחסור. המנגנון החשוב הזה פגום אצל חולי סוכרת. במחקר חדש, חוקרים ממסצ'וסטס השתילו בעכברים, קרוב לעור, תאים מהונדסים גנטית שמגיבים לגלוקוז בדם ומפרישים את ההורמון אינסולין האחראי לספיגתו בתאים. ויש גם חידוש מפתיע: מה שמפעיל את התאים הללו הוא פשוט… אור בצבע כחול.

האינסולין הוא הורמון שממלא תפקיד חיוני בבקרת האנרגיה של הגוף. הוא מופרש מתאים בלבלב המכונים תאי בטא, בתגובה לנוכחות של הסוכר גלוקוז בדם. בגוף קיימת בקרה הדוקה על הפרשת אינסולין: כשרמות הגלוקוז בדם גבוהות, הגלוקוז נכנס לתאי הבטא וגורם להפרשה של אינסולין. האינסולין מאפשר בתורו לגלוקוז לעבור מזרם הדם לתאי שריר ושומן, שם הוא משמש להפקת אנרגיה מיידית או לשמירתה לשימוש עתידי.

שיבוש של הבקרה הזו פוגע ביכולת לווסת את רמות הגלוקוז בדם, ומוביל למחלת סוכרת מסוג 2. המחלה נחשבת למגפה עולמית, שפוגעת ביותר מ-400 מיליון אנשים בשנה. המחלה מתאפיינת בהפרעה של תגובת תאי הגוף לאינסולין, בהפרעה בהפרשת האינסולין, או - לעתים קרובות - גם וגם. כתוצאה מכך הגלוקוז נותר בדם וגורם נזק לכלי דם קטנים, דבר שעלול להוביל לפגיעה ברקמות נוספות.

חולי סוכרת רבים משתמשים בתרופות שמגבירות את הפרשת האינסולין באופן מלאכותי, או אף מזריקים אינסולין ישירות לזרם הדם. מדובר בטיפולים יעילים, אך הם עוקפים את הבקרה הישירה של הגוף על רמות הגלוקוז בדם. עקב כך יכול להתרחש מצב מסכן חיים של היפוגליקמיה – ירידה חדה ברמת הגלוקוז בדם, בשל עודף אינסולין. כדי להתמודד עם הקושי הזה, חוקרים מנסים לפתח שיטה שבה הגוף ייצר את האינסולין בהתאם לריכוז הגלוקוז בדם, בדומה למצב הטבעי.

ויהי אור (כחול)

אחד הכלים שיכולים לסייע למטרה הזאת הוא אופטוגנטיקה – שיטה שמאפשרת להפעיל קבוצה מצומצמת של תאים על ידי חשיפתם לאור באורך גל מסוים. השיטה פותחה במקור להפעלת תאים במוח, וכעת חוקרים מאוניברסיטת טפטס (Tufts) במסצ'וסטס יישמו אותה גם על מערכת של תאי בטא אצל עכברים. הם הנדסו גנטית תאי בטא של העכבר כך שיפיקו חלבון בשם PAC בתגובה לאור כחול. בנוכחות גלוקוז, חלבון זה מתחיל שרשרת של תגובות שמובילה לייצור אינסולין.

בחשיפה לאור כחול, התאים מתחילים בייצור אינסולין. מודל של החלבון אינסולין | איור: Tufts University  

החוקרים מצאו שבחשיפה לאור כחול, תרבית התאים המהונדסים אכן הגבירה את ייצור החלבון. עם זאת, רק כשרמות הגלוקוז היו גבוהות התאים המהונדסים הפרישו יותר אינסולין. כשרמות הגלוקוז היו נמוכות, לא זוהתה הפרשה של אינסולין בנוכחות אור כחול. מכאן הסיקו החוקרים שהפקת החלבון בתאים האלה מגבירה את התגובה שלהם לגלוקוז, ומשמרת את מנגנון הבקרה הטבעית על הפרשת אינסולין.

בהמשך המחקר בחנו החוקרים אם התהליך פועל גם בגופו של עכבר חי: הם הזריקו את התאים המהונדסים מתחת לעור של עכברים חולי סוכרת וחשפו אותם לאור כחול. הטיפול העלה את ריכוז האינסולין והוריד באופן משמעותי את רמות הגלוקוז בדם של העכברים. בנוסף, העכברים קיבלו תוצאות טובות יותר במבחן העמסת סוכר, שבו נותנים לעכבר סוכר ומודדים את רמת הגלוקוז בדמו לאורך שעתיים. אצל עכברים סוכרתיים הרמה נשארה גבוהה, שכן הלבלב שלהם לא מייצר מספיק אינסולין כדי לפנות את הסוכר מזרם הדם. אבל אצל העכברים שקיבלו טיפול באור כחול רמת הגלוקוז ירדה מחדש כעבור שעה.

עם זאת, יש לציין שמדובר במחקר ראשוני בלבד. אחת הבעיות העיקריות שעלו ממנו היא שהתאים המושתלים לא שורדים יותר מחמישה ימים מתחת לעור, שכן זו אינה הסביבה הטבעית שלהם. כדי לאפשר את יישום השיטה יש למצוא דרך ליצור שתל שיאפשר לתאים לתפקד לאורך זמן. בנוסף, התאים צריכים להיות קרובים מספיק לפני השטח של העור על מנת לקלוט את האור הכחול. אם כך, אמנם נראה כי הגישה של שימור הבקרה הטבעית הוכיחה את עצמה, אך הדרך ליישום השיטה על בני אדם עדיין ארוכה.