Мненията на Forbes Contributors са техни собствени.

запознайте

нискокалорични алтернативи на захар и системи за непрекъснато наблюдение на глюкозата, които променят перспективите за здраве в САЩ и по света.

До 2030 г. почти 400 000 американци годишно ще умират от диабет - много от тях ненужно. Компаниите за синтетична биология работят усилено, за да гарантират, че това не е така. Ето поглед към следващото поколение системи за непрекъснато наблюдение на глюкозата и алтернативи за нискокалорична захар, определени да променят перспективите за здраве в САЩ и по света.

Диабетът е здравна криза във възход, без признаци за забавяне в скоро време. До 2030 г. се предвижда 54,9 милиона американци да имат или диабет тип 1, или тип 2, което би могло да означава почти 400 000 смъртни случая годишно. Много от тези смъртни случаи са напълно предотвратими, като фактори за начина на живот като телесното тегло са огромен фактор, допринасящ за развитието на диабет тип 2.

Захарта е основен злодей в историята. Висококалоричната и сладка сладост, която прониква в заведенията ни за бързо хранене и газираните напитки - дори се прокрадва в продукти, които никога не бихте очаквали. Мислехте ли, че мюслито за закуска е здравословен вариант? Помисли отново. Може да бъде натоварен със захар, до 18 грама (това е повече от пет чаени лъжички) на порция половин чаша.

почти 4 грама захар.

Мигел Андраде на Unsplash

Не знаем със сигурност всички механизми зад развитието на диабет тип 2, но знаем, че разпространението в световен мащаб се е удвоило от 1980 г. - и начинът на живот е до голяма степен виновен. Ето къде се намесват биохакерите и компаниите за синтетична биология.

Биохакнете кръвта си

Биохакингът - известен също като „направи си сам биология“ - е широк термин, който се отнася до хора, занимаващи се с наука извън обичайните академични и индустриални условия. Той може да обхваща всичко - от изследване на биологичното инженерство чрез светещи клетки от дрожди до експериментиране върху собственото тяло с надеждата за повишаване на физическите и когнитивните показатели (последното от които не препоръчвам).

Винаги мислещи напред, биохакерите взимат нещата в свои ръце, опитвайки се да преодолеят бедствието, преди то да пристигне на предните им врати. Любимо средство е непрекъснатото наблюдение на глюкозата (CGM), много по-предпочитана алтернатива на убождането с пръсти, което обикновено се използва от тези с диабет. За разлика от убождането с пръсти, той също така осигурява непрекъснато отчитане на нивата на глюкозата в кръвта, а не единични отчитания навреме, като предоставя на хората по-добро разбиране за това как тялото им реагира на храна, упражнения или стрес и им позволява да улавят опасни капки в кръвната захар, преди да се случат.

Biohacker Ella Mihov пише в своя блог Medium, че „повечето хора в развитите страни биха се възползвали от случайните прозрения на CGM, за да видят как средният ви хранителен режим и начин на живот влияят върху метаболизма ви и като начин за осуетяване на прогресията към хронично метаболитно заболяване като затлъстяването и диабет. "

Михов далеч не е сам в това преследване. Интернет изобилства с примери, богати на информация за всеки, който иска да хакне и проследи нивата на кръвната си глюкоза. В комбинация с иновации като новаторския метод на Eran Segal, базиран на микробиоми, който използва показатели за чревната микробиота на индивида, нивата на кръвната захар и други физиологични параметри, за да даде на потребителите диетични планове, които избягват скокове на захар, такава информация наистина може да помогне за намаляване на огромния брой на хората, които представят диабет тип 2 в дългосрочен план.

И все пак, дори и с ентусиазирано приемане, реалността за диабетиците от тип 2 е, че настоящите CGM решения причиняват болка и дискомфорт след многократна употреба, както и представляват риск от инфекция, според скорошен преглед на настоящите възможности.

Всъщност авторите предполагат, че „истински неинвазивно устройство за измерване на глюкозата би представлявало фактор, променящ живота на милиони пациенти по целия свят“. Поради липсата на чувствителност на наистина неинвазивни опции, полето е „отворено за много възможности“.

Силно разрушителна молекула, чувствителна на глюкоза

Влезте в Carbometrics, специализирана компания по химия, създадена след като екипът, базиран в Бристол, продаде университетския отделен Ziylo в сделка, която може да струва стотици милиони лири, което е в челните редици на невероятно разрушително ново решение за чувствителност на глюкозата в кръвта: малка, чувствителна на глюкоза молекула, която ще сведе до минимум размера на импланта, като същевременно осигурява точно наблюдение.

Както ми казва Анди Чапман, главен изпълнителен директор на Carbometrics, „ние разработихме синтетична молекула, която свързва глюкозата с безпрецедентна селективност. С някои умни дизайнерски разработки можем да изградим версии на тази молекула, за да определим концентрацията на глюкоза в кръвта. Наистина искаме да го извадим като минимално инвазивно, по-дълготрайно и по-евтино решение за определяне на кръвната захар. "

Реализирането на тази технология би представлявало пробив в разработването на следващото поколение CGM, за което светът плаче. Настоящите опции работят за няколко дни, може би седмици. Carbometrics предлага нещо много по-дълготрайно, което може би би могло да се разтвори като шевове - вълнуващи новини за диабетици и биохакери.

Компанията също е развълнувана от приемането на това, което е обозначено като „свещения граал“, когато става въпрос за диабет: инсулин, реагиращ на глюкоза. Тази модерна идея в инсулиновата терапия се надява да намали реалния риск от хипогликемия, да подобри общия контрол на кръвната захар и да изисква по-малко инжекции.

„Опитваме се да използваме нашата молекула, за да направим димер за инсулин, който се контролира от нивото на глюкозата в кръвта“, казва Чапман. „Нетният резултат би бил значително буфериране на потентността на инсулина, което ще позволи на пациента да постигне по-добър контрол на кръвната захар с намален риск от хипогликемия. Това е изключително сложна задача, но ние разполагаме с машината и концепцията. "

Кой се нуждае от захар?

Интересното е, че доколкото знаем, самата захар не изглежда да причинява пряко диабет тип 2. Но диета с високо съдържание на добавена захар изглежда увеличава риска от развитие на болестта, тъй като редица проучвания показват, че са разгледали ефекта на сладките содови напитки.

Е, какво ще кажете за изрязване на захарта от вашата диета и замяната й с алтернативи? По-добре се надявайте, че те са правилните алтернативи.

Изкуствените подсладители са свързани със същите негативни ефекти на захарта: затлъстяване, диабет, високо кръвно налягане и сърдечни заболявания. Изследванията показват, че това може да се дължи на промени в чревната микробиота - микроорганизмите, които живеят в стомашно-чревния тракт, смилат фибри, произвеждат витамини и предпазват от патогени.

но може ли синтетичната биология да я направи по-малко горчива?

трудолюбивост на Flickr

Стевията е естествена алтернатива, която според проучванията при мишки може дори да помогне за предотвратяване на диабет тип 2 на първо място, чрез действие върху протеин, който е важен както за възприемането на вкуса, така и за освобождаването на инсулин след хранене.

Стевия е супер сладка, но за съжаление има горчив послевкус. Някои компании за синтетична биология се справят с този проблем. Conagen, които след разграждането на стевия на различни компоненти намират много по-сладки решения, като търговския им продукт BESTEVIA®. В края на миналата година Amyris пусна подобен продукт, PURECANE ™, за който изпълнителният директор Джон Мело казва, че „изважда сладкото от захарната тръстика без калории“. А експертите по протеини и ензими в Codexis си партнират с Tate & Lyle, за да използват пробивна ензимна каскадна система за постигане на по-добър вкус на стевия в TASTEVA® M Stevia Sweetener.

„Сътрудничеството за съвместно разработване на пробивния процес TASTEVA® M е второто успешно партньорство за иновации в процеса на хранителни продукти и напитки между Tate & Lyle и Codexis“, каза Джон Николс, президент и главен изпълнителен директор на Codexis. „Всеки от тези проекти бързо премина от концепция към процес, който може да се комерсиализира и всъщност партньорството по процеса TASTEVA® M бе инициирано преди малко повече от две години (връзка). Очакваме с течение на времето, че нашите ензими за TASTEVA® M ще се превърнат в водещите ни продукти, които носят приходи в нашето портфолио Performance Enzyme. "

Когато Conagen, Codexis и Amyris подобряват Stevia, други компании проучват още повече възможности. ARCITEKBio е базирано във Великобритания излизане от университета Абъристуит, което произвежда ксилитол - друг естествен подсладител с пазар на стойност 1,4 милиарда долара - чрез превръщане на селскостопански отпадъци като пшенична слама и дървесна маса в изцяло възобновяем процес.

Когато дори естествените подсладители се борят, поддържането на структурната цялост на твърдите храни като сладкиши и сладкиши, които са друг основен източник на висок хранителен прием на захар. STEM! Следователно захарта работи по начини за справяне с този конкретен проблем чрез разработване на алтернативи на захарта, които осигуряват функционалността без калориите.

„Проблемът със захарта не е непременно проблем с излишната захар, а с използването на грешен тип захари. Нашите съставки наистина са захари, но те са различен тип захари от тези, които изцеждате от тръстика или цвекло. Нашите захари са захари, получени от фибри “, обяснява главният изпълнителен директор Том Симънс. „Те се държат като захари в храната, но работят в тялото като фибри - така че без негативните ефекти върху здравето, обикновено свързани със захарта.“

Дори тортите, съвсем скоро, може да са изцяло без вина.

Осигуряване на здраво бъдеще

Независимо дали сте здравословен биохакер, който се опитва да предотврати диабет тип 2, или пациент, живеещ с реалността да се налага да наблюдавате и контролирате нивата на кръвната си захар, тези синтетични биологични решения сочат към много по-добра прогноза.

С по-голямото приемане на вкусно сладките, нулевокалорични алтернативи, които вече обикалят пазара, ще бъде интересно да се види дали тези прогнози за 54,9 милиона американци, страдащи от диабет след десет години, ще бъдат намалени, когато влезем в по-здравословна захар -свободно бъдеще.

Благодарим на Питър Бикертън за допълнителни изследвания и докладване в тази статия. Аз съм основател на SynBioBeta и някои от компаниите, за които пиша - включително Conagen и Codexis - са спонсори на SynBioBeta конференция и седмичен сборник - ето пълният списък на спонсорите на SynBioBeta. Също така съм партньор в DCVC, който инвестира в STEM!