Peneliti di Texas A&M University telah mengembangkan sistem kemogenetik yang menggunakan kafein untuk mengaktifkan pengeditan gen CRISPR di sel, berpotensi membantu pengobatan kanker dan diabetes. Metode ini memungkinkan kontrol presisi atas modifikasi gen dengan mengonsumsi jumlah kecil kafein dari sumber sehari-hari seperti kopi atau cokelat. Pendekatan ini bertujuan meningkatkan respons imun dan produksi insulin dengan aktivasi yang dapat dibalik.
Ilmuwan di Texas A&M Health Institute of Biosciences and Technology sedang mengeksplorasi cara baru untuk mengintegrasikan kafein dengan CRISPR, alat pengeditan gen clustered regularly interspaced short palindromic repeats. Dipimpin oleh Yubin Zhou, profesor dan direktur Center for Translational Cancer Research, tim telah merancang sistem kemogenetik yang merespons sinyal kimia dari zat umum. Proses dimulai dengan menyiapkan sel menggunakan teknik transfer gen untuk memasukkan komponen: nanobody, protein targetnya, dan mesin CRISPR. Setelah masuk ke sel, elemen-elemen ini diproduksi secara alami. Mengonsumsi sekitar 20 mg kafein—ditemukan dalam kopi, cokelat, atau soda—memicu nanobody untuk mengikat protein pasangannya, mengaktifkan CRISPR untuk pengeditan gen target. Metode ini sangat berguna untuk memprogram sel T, sel memori sistem imun, untuk melawan penyakit seperti kanker. Sistem ini menawarkan kemampuan reversibel, karena obat-obatan tertentu dapat memisahkan protein dan menghentikan pengeditan. Misalnya, rapamycin, imunosupresan yang digunakan dalam transplantasi organ, dapat menginduksi disosiasi. Zhou menjelaskan, “Anda juga dapat merancang molekul seperti antibodi ini untuk bekerja dengan sistem yang diinduksi rapamycin, sehingga dengan menambahkan obat berbeda seperti rapamycin, Anda dapat mencapai efek sebaliknya.” Disebut “caffebodies” ketika responsif terhadap kafein, alat ini menjanjikan di luar kanker. Dalam pengelolaan diabetes, mereka dapat meningkatkan produksi insulin melalui konsumsi kopi. Studi laboratorium pada hewan mengonfirmasi bahwa kafein dan metabolit seperti teobromin dari cokelat mengaktifkan respons, memberikan beberapa jam pengeditan terkendali sebelum dimetabolisme. Zhou menyoroti modularitas sistem: “Ini sangat modular. Anda dapat mengintegrasikannya ke CRISPR dan sel T reseptor antigen kimera (CAR-T), dan juga jika ingin menginduksi ekspresi gen terapeutik seperti insulin atau lainnya, dan ini sepenuhnya dapat disesuaikan dengan cara yang sangat presisi dan terkendali.” Para peneliti berencana pengujian praklinis lebih lanjut untuk memajukan ini ke aplikasi klinis, menekankan penggunaan senyawa familiar untuk terapi aman dan dapat disesuaikan. Zhou mencatat, “Yang membuat kami antusias adalah ide memanfaatkan kembali obat-obatan terkenal dan bahkan bahan makanan umum seperti kafein untuk melakukan trik baru sepenuhnya.” Perkembangan ini dibangun atas karya ekstensif Zhou, termasuk lebih dari 180 publikasi tentang mekanisme penyakit seluler dan genetik.
