Cukrzyca jest stanem, w którym organizm wytwarza za mało insuliny lub nie produkuje jej wcale. Diabetycy są uzależnieni od dostarczania tego hormonu z zewnątrz za pomocą zastrzyków lub pomp. Wiele laboratoriów z całego świata skupia się na tym, by proces ten ułatwić, ale wciąż nie dokonano przełomu, który mógłby odmienić życie milionów ludzi na świecie. Wkrótce może się to zmienić.
Czytaj też: Cukrzyca w końcu pokonana! Te komórki macierzyste potrafią zdziałać cuda
Na ciekawy pomysł wpadł zespół uczonych z ETH Zurich pod kierunkiem prof. Martina Fusseneggera, który potencjalnie może pozwolić na produkcję i podawanie insuliny bezpośrednio w organizmie. Badania opisane w czasopiśmie naukowym The Lancet są nowatorskie, choć wymagają dostępu do dobrej muzyki i to nie takiej, która relaksuje, a pobudza.
Queen a cukrzyca – ten związek zaskakuje
Uczeni od lat pracują nad dostarczaniem komórek produkujących insulinę zamkniętych w kapsułkach, których uwalnianie jest uzależnione od czynników zewnętrznych. Najbardziej oczywiste opcje: światło, temperatura czy pole elektryczne, nie przyniosły pożądanych rezultatów, ale zespół prof. Fusseneggera opracował nowatorską metodę stymulacji. Naukowcy z ETH Zurich wykorzystali muzykę, aby pobudzić komórki do uwalniania insuliny w ciągu zaledwie kilku minut. Badania wykazały, że jako stymulator doskonale sprawdza się “We Will Rock You”, czyli znany na całym świecie hit brytyjskiego zespołu rockowego Queen.
Czytaj też: Odważna decyzja giganta farmaceutycznego. Insulina w końcu będzie tańsza
Ale aby komórki beta wysp trzustkowych, które produkują insulinę, były wrażliwe na fale dźwiękowe, trzeba je odpowiednio zmodyfikować. Przydatne jest białko, które reaguje na bodźce mechaniczne i reguluje napływ jonów wapnia do wnętrza komórki. Jest ono powszechne w świecie zwierząt i bakterii, ale nie występuje u ludzi. Uczeni włączyli jednak schemat kanału jonowego pochodzącego z bakterii E. coli do ludzkich komórek beta wysp trzustkowych.
Tak zmienione komórki zawierają kanał jonowy, który otwiera się w odpowiedzi na dźwięk, umożliwiając przepływ wapnia do komórki. To powoduje odwrócenie ładunku w błonie komórkowej, co z kolei sprawia, że zgromadzone wewnątrz pęcherzyki wypełnione insuliną łączą się z błoną komórkową i w efekcie uwalniają insulinę na zewnątrz.
Okazuje się jednak, że nie każda muzyka działa w ten sam sposób na komórki trzustkowe. Stwierdzono, że poziomy głośności ok. 60 dB i częstotliwości basowe 50 Hz były najbardziej odpowiednie w wyzwalaniu kanałów jonowych. Sygnał dźwiękowy musiał trwać przez co najmniej trzy sekundy i mieć maksymalnie 5-sekundową pauzę. Jeżeli odstępy były inne, uwalniana była znacznie mniejsza ilość insuliny.
To wszystko doprowadziło do postawienia kluczowego pytania: które gatunki muzyczne wywołują najsilniejszą odpowiedź insulinową przy głośności do 85 dB? Idealna okazała się muzyka rockowa z dudniącym basem, taka jak piosenka “We Will Rock You” zespołu Queen. Utwór ten wywołał ok. 70 proc. odpowiedzi insulinowej w ciągu 5 minut, 100 proc. w ciągu 15 minut. Jest to porównywalne z naturalną odpowiedzią insulinową wywołaną glukozą u zdrowych osób.
Czytaj też: Ibuprofen, naproksen i ketoprofen. Osoby z cukrzycą powinny wiedzieć o nich coś jeszcze
Warto jednak zaznaczyć, że aby terapia była skuteczna, źródło dźwięku musi znajdować się bezpośrednio nad komórkami (głośnik nad jamą brzuszną testowanych myszy). Gdy zwierzęta swobodnie poruszały się w zamkniętym pomieszczeniu, a muzyka była im po prostu puszczania, insulina nie była wyzwalana. To oznacza, że metoda ta wymaga jeszcze doprecyzowania, ale potencjalnie może pomóc w walce z cukrzycą także u ludzi.
Prof. Martin Fussenegger mówi:
Nasze zmodyfikowane komórki uwalniają insulinę tylko wtedy, gdy źródło dźwięku z odpowiednim utworem jest odtwarzane bezpośrednio na skórze nad implantem. Hormon nie był uwalniany przez hałas otoczenia, taki jak dźwięk samolotu, kosiarki do trawy, syreny straży pożarnej czy rozmowę. Implant reagował tylko na konkretny utwór.
Jeżeli chodzi o miłośników spokojniejszych brzmień, to nie mamy dobrych informacji. Reakcja insuliny na muzykę klasyczną i gitarową była raczej znikoma. Zastosowanie kliniczne tej metody jest jednak odległe – opisane badania to jedynie dowód słuszności koncepcji (proof of concept), pokazujący, że sieci genetyczne mogą być kontrolowane przez bodźce mechaniczne, takie jak fale dźwiękowe. Na kolejne kroki musimy poczekać.