L’UCSC iGEM développe un médicament contre le diabète de type 2 à base de levure pour le concours international de 2022

Alors qu’il ne reste que trois mois avant le Jamboree international des machines génétiquement modifiées (iGEM) à Paris, en France, l’équipe iGEM de l’UC Santa Cruz 2022 progresse régulièrement sur son projet : une médecine alternative pour le diabète de type 2, une maladie chronique qui affecte les fonctions corporelles. capacité à réguler la glycémie et la 7e cause de décès dans le monde. Leur projet porte sur le coût élevé et la disponibilité limitée des médicaments contre le diabète avec des traitements à base de levure, ce qui permettra aux populations mal desservies du monde entier de se développer et d’accéder aux médicaments localement.

Chaque année, une nouvelle équipe d’étudiants de premier cycle de l’UCSC participant à iGEM sélectionne un projet de biologie synthétique visant à résoudre un problème de santé mondial urgent et rejoint des centaines d’autres équipes d’universités du monde entier dans une compétition mondiale. L’équipe de l’UCSC a été conseillée par David Bernick, professeur enseignant en génie biomoléculaire (BME), et a reçu un soutien et des conseils supplémentaires du Ph.D. de l’UCSC. étudiant et TA Eric Malekos et stagiaire au Hartnell College Gabino Guzman.

Une fois formée en décembre 2021, la première priorité de l’équipe sera d’identifier des projets viables et de relever les défis urgents en matière de santé mondiale.

« Nous avons demandé aux membres de l’équipe de projet lesquels, sur un total de quatre projets, étaient selon eux les plus viables et pourraient avoir le plus grand impact », a déclaré Elizabeth Beer, étudiante au BME et l’une des capitaines cette année. « En fin de compte, nous avons un consensus pour aller de l’avant avec l’idée d’un traitement du diabète. »

Lorsque les personnes diabétiques et non diabétiques mangent, les peptides de type glucagon-1 (GLP1) sont naturellement sécrétés en réponse à l’augmentation de la glycémie. La sécrétion de GLP1 provoque une cascade d’effets, qui conduit finalement à la libération d’insuline pour réguler la glycémie.

Les personnes atteintes de diabète de type 2 manquent de sensibilité à l’insuline ou sont résistantes à l’insuline. La classe de médicaments actuellement utilisée pour traiter le diabète de type 2 est appelée GLP1 RA, un agoniste des récepteurs du glucagon-like-peptide-1. Le médicament RA GLP1 imite la liaison qui se produit entre le GLP1 et ses récepteurs dans le corps et a une demi-vie plus longue. Cela permet à RA GLP1 d’être un traitement attrayant et efficace pour le diabète de type 2.

« GLP1 RA est vraiment efficace pour les personnes atteintes de diabète de type 2 car leur problème est la sensibilité à l’insuline, pas nécessairement la production d’insuline », a déclaré Kiana Imani, étudiante BME et capitaine de l’équipe. « GLP1 RA est à la pointe du traitement du diabète de type 2, mais il est très coûteux et difficilement accessible dans de nombreuses régions du monde, les populations mal desservies étant les plus touchées. Notre équipe se concentre sur le développement de traitements peu coûteux et d’origine naturelle pour faire face au coût élevé et à l’accessibilité limitée des médicaments contre le diabète. »

Le GLP1 RA est un peptide d’origine naturelle qui peut être produit naturellement dans les plantes hôtes, des organismes qui hébergent des organismes plus petits, tels que le soja, la levure ou les microalgues, tous des organismes que l’équipe avait envisagés d’utiliser dans leur projet en raison de leur capacité à se développer. .rapide et manipulé au niveau génétique.

« Nous essayons de trouver un hôte ou plusieurs hôtes qui nous permettront de prouver notre concept dans le temps relativement court de notre projet », a déclaré Gia Balius, étudiante en biologie humaine et membre de l’équipe UCSC iGEM.

Cet été, l’équipe de l’UCSC a travaillé au laboratoire tous les jours. Le travail en laboratoire humide commencera dès qu’ils amèneront leur projet à l’étape pilote. L’équipe est divisée en quatre axes : développement d’hôtes, conception de plasmides, impact humain et wiki (documentation).

Des groupes à la recherche d’hôtes recherchent des organismes, tels que des levures ou des microalgues, pour créer des versions biologiquement encapsulées du médicament. Le groupe de conception de plasmide travaillera pour introduire le gène modifié dans l’organisme hôte. Les plasmides sont de minuscules structures d’ADN dans les cellules bactériennes qui ont la capacité de se reproduire.

Les groupes d’impact humain se connectent avec des patients diabétiques, des médecins et d’autres professionnels de la santé pour en savoir plus sur la façon dont leur approche peut aider les personnes les plus touchées par la disponibilité limitée et les coûts élevés du traitement du diabète. Le groupe wiki est en train de créer un site Web d’équipe, où ils partageront des mises à jour hebdomadaires, des notes de laboratoire, des ressources et d’autres informations sur leur projet.

« Notre structure d’équipe est complètement horizontale ; nous sommes tous les mêmes dans le laboratoire et avons la liberté d’expérimenter », explique Imani. « Nous avons également bénéficié d’une grande liberté créative de la part du professeur Bernick, ce qui nous a permis d’acquérir une grande expérience pratique et d’apprendre de nouveaux concepts comme nous l’avons fait. »

Les deux dernières équipes UCSC iGEM ont remporté l’or au Jamboree annuel iGEM. Équipe descendancequi a conçu un système pour cibler et éliminer le gène toxique trouvé dans le venin de Shiga E. coli– la famille de bactéries responsables de certaines des formes les plus graves d’intoxication alimentaire – a remporté en 2021. Et l’équipe de 2020 a remporté l’or pour avoir développé un plastique biodégradable à base de cellulose pour les producteurs de fraises appelé Comaplastique qui se décompose en monomères de glucose que les microbes du sol peuvent utiliser comme nutriments et permettent aux agriculteurs de traiter le plastique dans le sol à la fin de la saison de croissance, en le gardant à l’écart des décharges.

Le concours iGEM 2022 se tiendra du 26 au 28 octobre à Paris, France. Ce sera la première fois en trois ans qu’une équipe de l’UCSC se rendra à la compétition. Restez à l’écoute pour des mises à jour sur les progrès de l’équipe cet été et à l’automne engineering.ucsc.edu/news.

Rochelle Samuel

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