Целите на нашата изследователска група са:

затлъстяването

-Ефектите на различни естествени съединения, като полифеноли, при животински и клетъчни модели при намаляване на натрупването на мазнини и инсулинова резистентност.

-Търсете епигенетични маркери, свързани със затлъстяването, които предсказват податливост към напълняване или дори служат като маркери, когато става въпрос за това как човек отслабва и търси подходяща диета за тях.

-Изследване на микроРНК при регулирането на генната експресия, по-специално тези, свързани със затлъстяването.

Стратегии за намаляване на натрупването на мазнини

В много растения има много полифеноли и това, което търсим с тях, е да атакуваме онези цели, които най-много ни интересуват от затлъстяване. Например, инхибирайте храносмилателните ензими, които са отговорни за храносмилането на мазнини и захари: липаза и амилаза на панкреаса или глюкозидази, които са последната стъпка в усвояването на захарите и тези, които ще направят усвояването на глюкозата бавно, бързо или дори не общо.

В случай на панкреатична липаза, която е отговорна за повече от половината от усвояването на мазнините, които ядем, ако успеем да намалим това усвояване на мазнини, може да не се възползваме от цялата енергия в диетата. Това е една от интересните точки на нашето изследване.

Друг пример е да инхибираме транспорта на хранителни вещества от червата до вътрешността на тялото: ако сме в състояние да инхибираме част от усвояването на глюкозата, можем да намалим усвояването на захарите. За диабетиците това може да бъде интересна стратегия, когато става въпрос за намаляване на инсулиновата резистентност или намаляване на количеството инсулин, което трябва да инжектират.

Друга стратегия е да се увеличат енергийните разходи чрез увеличаване на основния метаболизъм, термогенезата (производството на топлина) от храната: колкото повече топлинна енергия имаме, толкова повече енергия разсейваме. Теоретично това е добре за борба със затлъстяването. Ярък пример е кофеинът, който увеличава енергийните разходи - макар че има и други проблеми - и това, което правим, е да търсим съединения, които имат подобен ефект, като увеличават енергийните разходи с по-малко странични ефекти.

Полифеноли

Търсят се съединения с антиоксидантна или противовъзпалителна активност. Повечето полифеноли попадат в тази категория. Храните, богати на полифеноли, са зелен чай, соя, какао, кафе и много плодове. Ние също така изучаваме антиоксидантните витамини и някои минерали, които имат антиоксидантно действие. И в рамките на противовъзпалителните, омега 3 мастни киселини, други видове мастни киселини и полифеноли като куркумин, кверцетин и др.

Някои от тези съединения действат и върху чревната микробиота, която също е поле, което е в процес на разработване. Как тези съединения влияят на микробните видове в нашето тяло? Тъй като те имат много силна връзка с нашия метаболизъм и дори могат да играят важна роля за предразположение към определени метаболитни заболявания.

И накрая, някои от съединенията, които ще изследваме, са свързани със създаването на нови адипоцити, с увеличаването на липолизата (освобождаване на мастни киселини от мастната тъкан), превръщането на белите адипоцити в кафяви, които са по-термогенни, увеличавайки броя митохондрии (митохондриална биогенеза), повишаване на инсулиновата чувствителност и др.

Екстракт от ябълка

Пример за това е екстрактът от ябълка, който съдържа 80% полифеноли, включително 5% флоризин, който е тестван при плъхове, които, когато им се дава диета, богата на мазнини и захар, развиват затлъстяване и инсулинова резистентност. И когато администрираме екстракта от ябълки, без да влияем на приема (те се хранят по същия начин), натрупаното тегло е по-ниско, отколкото при контролните плъхове с обезогенната диета. И същото се случва с количеството мазнини, което е по-малко от това, което са имали контролите. Това също води до намаляване на кръвната глюкоза и подобряване на нивата на циркулиращия инсулин, т.е. подобрява цялото метаболитно състояние.

Това е стратегия за бъдещето, от този екстракт от ябълка да се определи кои полифеноли имат най-голям ефект или да се комбинират с други съединения от други зеленчуци.

Екстрактът от ябълка също намалява ретроперитонеалните, мезентериалните мастни натрупвания и др. по отношение на животните с контролна диета.

Епигенетични маркери

Втората цел, която трябва да се представи, е търсенето на епигенетични маркери. Епигенетиката е стратегия на нашето тяло да регулира експресията на гените. ДНК трябва да се трансформира в информационна РНК, която преминава в цитоплазмата и се произвежда протеин. Някои от тези протеини имат пробезогенен ефект и чрез епигенетични механизми искаме да научим как може да се контролира експресията на тези гени.

Тези епигенетични механизми засягат ДНК, първата стъпка във веригата, но не променят нуклеотидната последователност. Няма мутации, но ДНК е метилирана, ДНК цитозините или има промени в хистоните - които са протеините, които опаковат ДНК - по такъв начин, че когато генът е метилиран или хистоните са метилирани или ацетилирани, ДНК веригата се отваря или затваря. Ако се отвори, по-лесно е да се копира, ще има повече копия на този ген, повече пробезогенни протеини и ако се затвори, ще има по-малко копия. Искаме да се научим да регулираме този процес.

Някои фактори, които регулират тези процеси, са хранителни фактори. В диетата има съединения, които взаимодействат с нашия генотип, пораждайки тези епигенетични вариации, които регулират експресията на гените. Всъщност тези взаимодействия между външни фактори и генотипа са това, което ни кара да имаме своя специфичен фенотип, например това е, което води до разлики между близнаци, които не са съвсем еднакви, или че някои от нас имат повече предразположение да развият болест от други. И именно това е довело до еволюцията на човека, адаптирането към околната среда и непрекъснатото усъвършенстване на някои умения.

Донори на метилова група

Много от съединенията, които влияят на тази регулация, са диетични, аминокиселини като метионин, други съединения като холин или бетаин, витамини като фолиева киселина, В12 или В6, всички които в крайна сметка влияят върху създаването на метилови групи за метилатна ДНК и хистони на ДНК, за да позволи експресията на гени в по-големи или по-малки количества. Нашата група изследва тези съединения и много други, като полифеноли.

Също така се интересуваме дали има следи в собствената ни ДНК или в хистоните, които ни предразполагат. Тоест, ние ще се опитаме от доста ранен момент в нашия растеж да разберем дали човек е по-предразположен към развитие на болестта, тоест това са епигенетични биомаркери, например ДНК метилиране, което ще ни каже дали този човек има по-висок риск от развитие на заболяване или обратно, по-лесно, например в този случай да отслабнете с лечение. Това е търсенето на персонализирано хранене от епигенетични маркери.

В едно проучване популация от хора, които са реагирали много добре на лечение с хипокалорична диета, е сравнена с друга група т. Нар. Бедни отговорили, които не са загубили толкова тегло в сравнение с другата популация.

Преди лечението вземаме кръвни проби и извличаме ДНК от клетките и измерваме метилирането в нея. Изследвано е кои маркери за метилиране са различни между тези, които са реагирали добре и тези, които не са. И беше забелязано, че има ген WT1 - и други гени, свързани с регулирането на метаболизма -, който имаше разлики между отговорилите, 33% метилиране спрямо неотговорилите, 24% метилиране, в определени моменти. Всичко това корелира с техните маркери за затлъстяване и техните биохимични маркери като кръвна глюкоза, холестерол или диастолично налягане. С други думи, може да има връзка между тези маркери и отговора на диетата, която са приемали.

Някои биоактивни съединения като проантоцианидини, чаени катехини, ресвератрол и някои минерали също регулират тези ензими, които поставят метилови групи върху ДНК. Ето защо се интересуваме от изучаването на тези съединения, за някои от които е добре известно, че имат благотворно действие.

По този начин втората цел е да се провери как хранителните фактори предизвикват епигенетични промени, как затлъстяването и инсулиновата резистентност също произвеждат епигенетични промени и след това да се търсят биомаркери, които преди това прогнозират кои хора са изложени на по-висок риск от затлъстяване и кои хора ще реагират по-добре на него. определена диета.

Изследване на микроРНК при регулиране на телесното тегло

МикроРНК са малки РНК молекули от 20-22 нуклеотида, които ще се сдвоят с подобни региони на пратеника РНК - този, който преминава в цитоплазмата, за да произведе протеина - и когато се свържат, той го унищожава и протеинът не се произвежда.

Ние се интересуваме, от една страна, защото може би чрез генната терапия можем да въведем тези РНК в тялото, за да разрушим тези информационни РНК и да намалим производството на определени протеини; и от друга страна да видим как тези микроРНК се регулират, за да видим дали с диета можем да увеличим или намалим експресията на тези микроРНК.

Прилагаме стратегия за максимално секвениране, искаме да секвенираме всички микроРНК в клетка и също така искаме да знаем колко копия от всеки тип микроРНК има във всяка клетка. След това е необходимо да се валидират с други техники при повече индивиди и това се прави чрез PCR.
Чрез тази стратегия имахме група хора, които получиха хипокалорична диета, някои отслабнаха, а други не. В началото на лечението взехме кръвни проби и направихме масивното микроРНК секвениране на белите кръвни клетки и видяхме, че има разлика между неотговорилите с 3 килограма загуба и отговорилите с 10 килограма загуба.

В началото на лечението видяхме, че някои РНК са много по-изразени при неотговарящите, отколкото при отговорилите, или обратно. Сега трябва да знаем всяка от тези микроРНК, към кои гени се сдвоява всеки един от тях, за да знаем експресията на кои гени засягат (сега сме в този момент).

Това е пример за търсене на микроРНК маркер. Съществуват и биоактивни съединения, които регулират експресията на микроРНК, соевият генистеин, съединенията на зеления чай, куркуминът - който е полифенол - ... са способни да регулират експресията на някои микроРНК и може да стоят зад полезните ефекти на тези съединения.