UCSC iGEM desarrolla un medicamento para la diabetes tipo 2 a base de levadura para la competencia internacional de 2022

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Con solo tres meses para el Jamboree Internacional de Máquinas de Ingeniería Genética (iGEM) en París, Francia, el equipo iGEM de UC Santa Cruz 2022 está avanzando constantemente en su proyecto: un tratamiento alternativo para la diabetes tipo 2, una condición crónica que afecta el cuerpo. capacidad para common el azúcar en la sangre y la séptima causa principal de muerte a nivel mundial. Su proyecto aborda los altos costos y la disponibilidad limitada de medicamentos para la diabetes con un tratamiento a base de levadura, lo que permitiría que las poblaciones desatendidas de todo el mundo crezcan y accedan al medicamento localmente.

Cada año, un nuevo equipo de estudiantes universitarios de la UCSC que participan en iGEM elige un proyecto de biología sintética que tiene como objetivo resolver un problema de salud international apremiante y se une a cientos de otros equipos de universidades de todo el mundo en una competencia international. El equipo de UCSC está asesorado por David Bernick, profesor asociado de ingeniería biomolecular (BME), y recibe apoyo adicional y tutoría de UCSC Ph.D. el estudiante y TA Eric Malekos y el pasante de Hartnell College Gabino Guzman.

Después de formarse en diciembre de 2021, la primera prioridad del equipo fue identificar un proyecto que fuera viable y abordara un desafío de salud international apremiante.

“Les preguntamos a los miembros del equipo qué proyecto, de un total de cuatro, pensaban que sería el más factible y podría tener un impacto sustancial”, dijo Elizabeth Beer, estudiante de BME y una de las capitanas de este año. “Al final, tuvimos un consenso sobre seguir adelante con la idea del tratamiento de la diabetes”.

Cuando tanto las personas diabéticas como las no diabéticas comen, los péptidos similares al glucagón-1 (GLP1) se secretan de forma pure en respuesta al aumento de los niveles de glucosa en sangre. La secreción de GLP1 provoca un efecto en cascada, que finalmente conduce a la liberación de insulina para common el azúcar en la sangre.

Las personas que viven con diabetes tipo 2 carecen de sensibilidad a la insulina o se resisten a la insulina. Una clase de medicamento que se usa actualmente para tratar la diabetes tipo 2 se llama GLP1 RA, agonistas del receptor del péptido 1 comparable al glucagón. Los medicamentos para AR GLP1 imitan la unión que ocurre entre GLP1 y su receptor en el cuerpo y tienen vidas medias más prolongadas. Esto permite que los AR GLP1 sean un tratamiento atractivo y efectivo para la diabetes tipo 2.

(*2*), dijo Kiana Imani, estudiante de BME y co-capitana del equipo. “Los AR GLP1 están a la vanguardia del tratamiento de la diabetes tipo 2, pero son muy caros y no son de fácil acceso en muchas partes del mundo, y las poblaciones desatendidas son las más afectadas. El enfoque de nuestro equipo es desarrollar un tratamiento económico y de origen natural para abordar el alto costo y la accesibilidad limitada de los medicamentos para la diabetes”.

Los AR GLP1 son péptidos de origen pure y se pueden producir naturalmente dentro de una planta huésped, un organismo que alberga un organismo más pequeño, como la soja, la levadura o las microalgas, todos los organismos que el equipo ha considerado emplear para su proyecto debido a su capacidad para crecer rápido y ser manipulado a nivel genético.

“Estamos tratando de encontrar un host o múltiples hosts que nos permitan probar nuestro concepto dentro del plazo relativamente corto de nuestro proyecto”, dijo Gia Balius, estudiante de biología humana y miembro del equipo iGEM de UCSC.

Este verano, el equipo de UCSC está trabajando en el laboratorio todos los días. El trabajo de laboratorio húmedo comenzará tan pronto como lleven su proyecto a la fase de prueba. El equipo se divide en cuatro enfoques: desarrollo de host, diseño de plásmidos, impacto humano y wiki (documentación).

El grupo de búsqueda de huéspedes está investigando organismos, como levaduras o microalgas, para crear una versión bioencapsulada del medicamento. El grupo de diseño de plásmidos trabajará en la inserción del gen de bioingeniería en el organismo huésped. Los plásmidos son pequeñas estructuras de ADN en las células de las bacterias que tienen la capacidad de autorreplicarse.

El grupo de impacto humano se está conectando con pacientes con diabetes, médicos y otros profesionales de la salud para obtener más información sobre cómo su enfoque puede ayudar a aquellos que se ven más afectados por la disponibilidad limitada y el alto costo de los medicamentos para la diabetes. El grupo wiki está construyendo el sitio internet del equipo, donde compartirán actualizaciones semanales, notas de laboratorio, recursos y cualquier otra información sobre su proyecto.

“La estructura de nuestro equipo es completamente horizontal; todos somos iguales en el laboratorio y tenemos la libertad de experimentar”, explicó Imani. “También recibimos mucha libertad creativa del profesor Bernick, lo que nos permite obtener mucha experiencia práctica y aprender nuevos conceptos haciendo”.

Los últimos dos equipos iGEM de UCSC ganaron el oro en el iGEM Jamboree anual. Equipo Descendenciaque diseñó un sistema para atacar y eliminar un gen tóxico que se encuentra en la toxina Shiga E. coli—una familia de bacterias responsables de algunas de las formas más graves de intoxicación alimentaria— ganó en 2021. Y el equipo de 2020 ganó el oro por desarrollar un plástico biodegradable a base de celulosa para productores de fresas llamado Komaplastics que se descompone en monómeros de glucosa que los microbios en el suelo pueden usar como nutrientes y permite a los agricultores labrar el plástico en el suelo al remaining de la temporada de crecimiento, manteniéndolo fuera de los vertederos.

La competencia iGEM 2022 se llevará a cabo del 26 al 28 de octubre en París, Francia. Esta será la primera vez en tres años que el equipo UCSC viajará a la competencia. Estén atentos para recibir actualizaciones sobre el progreso del equipo este verano y otoño en ingeniería.ucsc.edu/noticias.

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