Տեխասի A&M համալսարանի հետազոտողները մշակել են մի համակարգ, որը թույլ է տալիս կոֆեինի միջոցով կառավարել գենետիկորեն ձևափոխված բջիջների վարքագիծը։ Գիտական աշխատանքը հրապարակվել է Journal of the American Chemical Society ամսագրում։

Տեխնոլոգիան ստացել է CODS (caffeine-operated dissociation system) անվանումը։ Այն իրենից ներկայացնում է արհեստական բանականության օգնությամբ ստեղծված մոլեկուլային «փոխանջատիչ»։ Դրա նպատակն է վերահսկել բջջի ներսում սպիտակուցների միացման կամ տարանջատման գործընթացը, ինչը հնարավորություն է տալիս ըստ անհրաժեշտության «միացնել» կամ «անջատել» բջջային գործընթացները։

Ի տարբերություն նախկին մոտեցումների, որտեղ կոֆեինն օգտագործվում էր սպիտակուցների «հավաքման» համար, նոր համակարգը հակառակ ազդեցությունն ունի. կոֆեին ավելացնելիս սպիտակուցային համալիրները քայքայվում են, իսկ առանց կոֆեինի՝ դրանք մնում են կապված ու ակտիվ։ Այսպիսով, կոֆեինը դառնում է յուրօրինակ արտաքին ազդակ, որը կառավարում է ներբջջային գործընթացները։

Այս մշակման հիմքում ընկած է ԱԲ-ի միջոցով նոր սինթետիկ սպիտակուցների նախագծումը, որոնք ընդունակ են արձագանքել կոֆեինին։ Գիտնականները սպիտակուցների մոդելավորման ալգորիթմներ և գերհզոր հաշվարկներ են օգտագործել, որպեսզի ստեղծեն մոլեկուլային մի «կողպեք», որը բացվում է կոֆեինի հետ շփման ժամանակ։

Համակարգն ակտիվանում է կոֆեինի նույնիսկ չափազանց ցածր խտության դեպքում, արձագանքում է հաշված րոպեների ընթացքում և կարող է բազմիցս միանալ ու անջատվել։

Հետազոտողները CODS համակարգը փորձարկել են կենսաբանական երեք տարբեր իրավիճակներում։ Առաջին դեպքում համակարգը կառավարել է գեների ակտիվությունը. կոֆեինի բացակայության պայմաններում գենն ակտիվ է եղել, սակայն կոֆեին ավելացնելուց հետո ակտիվությունը կտրուկ նվազել է։ Կոֆեինի հեռացումից հետո համակարգի աշխատանքը նորից վերականգնվել է։

Երկրորդ փորձարկման ժամանակ CODS համակարգը ներդրվել է բջիջների ծրագրավորված մահվան մեխանիզմում։ Կոֆեինի ավելացումը գործի է գցել բջջային մահվան բորբոքային տեսակը (պիրոպտոզ), ինչը պոտենցիալ առումով կարող է օգտագործվել բորբոքումների հետազոտման և վերահսկելի բջջային թերապիաների մշակման համար։

Ամենակարևոր ուղղությունը դարձել է CAR-T բջիջների հետ աշխատանքը, որոնք քաղցկեղի բուժման մեջ օգտագործվող իմունային բջիջներ են։ Թեև այս մեթոդներն արդեն իսկ բարձր արդյունավետություն են ցուցաբերել, դրանք կարող են վտանգավոր կողմնակի բարդություններ առաջացնել՝ իմունային համակարգի գերակտիվության պատճառով։ CODS համակարգի շնորհիվ հնարավոր է կոֆեինի միջոցով ժամանակավորապես «անջատել» այդ բջիջների ակտիվությունը. սա թույլ է տալիս նվազեցնել բարդությունների ռիսկը՝ առանց բուն բուժումը ընդհատելու։

Հեղինակներն ընդգծում են, որ կոֆեինը դեղամիջոց չէ, այլ պարզապես հարմար ու անվտանգ ազդակ է՝ կենսաինժեներական համակարգերը կառավարելու համար։

Հեռանկարում նմանատիպ մոտեցումները կարող են հանգեցնել «ծրագրավորվող» բջջային թերապիաների ստեղծմանը, որոնց աշխատանքը հնարավոր կլինի կարգավորել նույնիսկ օրգանիզմ ներարկելուց հետո։