последици

Учените наскоро идентифицираха малък митохондриален разединител, наречен BAM15, който намалява телесната мастна маса на мишките, без да влияе върху приема на храна или мускулната маса, или увеличавайки телесната температура.

Пандемия на затлъстяването

Затлъстяването засяга повече от 40 процента от възрастните в САЩ и 13 процента от световното население. Затлъстяването привлича редица други заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, диабет и чернодробни заболявания, което прави затлъстяването едно от най-трудните и решаващи заболявания за лечение.

Затлъстяването е най-големият здравословен проблем в САЩ. Но за хората е трудно да отслабнат и да ги пазят; Спазването на диета може да бъде много трудно. По този начин може да помогне фармакологичен метод или лекарство и това би било от полза за цялото общество “, каза Уебстър Сантос, професор по химия и член на колежа„ Клиф и Агнес Лили “за откриване на лекарства в Техническия колеж на Вирджиния.

Откритието

Сантос и колегите му наскоро са идентифицирали малък митохондриален разединител, наречен BAM15, който намалява телесната мастна маса на мишките, без да влияе върху приема на храна или мускулната маса или да повишава телесната температура. Какво още, молекулата намалява инсулиновата резистентност и има благоприятен ефект при оксидативен стрес и възпаление.

Констатациите, публикувани в Nature Communications на 14 май 2020 г., са обещаващи за бъдещо лечение и профилактика на затлъстяването, диабета и особено неалкохолната мастна чернодробна болест (NASH), вид мастна чернодробна болест, характеризираща се с възпаление и натрупване на мазнини в черния дроб. През следващите няколко години това състояние се очаква да се превърне в основната причина за чернодробни трансплантации в САЩ.

Митохондриите са известни като фабрики за производство на енергия на клетки. Органелите генерират АТФ, молекула, която служи като енергийна валута на клетката, и задвижва движението на тялото и други биологични процеси, които помагат на телата ни да функционират правилно.

За да се получи АТФ, хранителните вещества трябва да се изгорят и да се установи протонна движеща сила (PMF) в митохондриите.. FMP се генерира от протонен градиент, където има по-висока концентрация на протони извън вътрешната мембрана и по-ниска концентрация на протони в матрицата или пространството във вътрешната мембрана. Клетката създава АТФ всеки път, когато протоните преминават през ензим, наречен АТФ синтаза, който е вграден в мембраната. Следователно окисляването на хранителни вещества или изгарянето на хранителни вещества е свързано със синтеза на АТФ.

„Следователно всичко, което понижава FMP, има потенциал да увеличи дишането. Митохондриалните разединители са малки молекули, които отиват в митохондриите, за да помогнат на клетките да дишат повече. Те ефективно променят метаболизма на клетката, така че да изгаряме повече калории, без да правим каквото и да е упражнение “, каза Сантос, който е член на Института по науките за живота на Фралин и Техническия център за откриване на лекарства във Вирджиния.

Митохондриални разединители

Митохондриалните разединители транспортират протони в матрицата, заобикаляйки АТФ синтазата, елиминирайки FMP. За да се възстанови градиентът, протоните трябва да бъдат експортирани извън митохондриалната матрица. В резултат на това клетката започва да гори гориво при по-високи нива от необходимото.

Знаейки, че тези молекули могат да променят метаболизма на клетката, изследователите искат да се уверят, че лекарството е постигнало желаните цели и най-вече, че е безопасно. Чрез поредица от проучвания върху мишки изследователите откриха, че BAM15 не е токсичен, дори във високи дози, нито влияе върху центъра на ситост в мозъка, което казва на тялото ни дали сме гладни или доволни.

В миналото много лекарства против мазнини са казвали на тялото да спре да яде. Но в резултат на това пациентите се възстановяват и ядат повече. В проучванията с мишки BAM15 животните са яли същото количество като контролната група, но въпреки това са загубили мастна маса.

Друг страничен ефект на по-ранните разединители на митохондриите е повишената телесна температура. Използвайки ректална сонда, изследователите измериха телесната температура на мишки, хранени с BAM15. Те не откриха промени в телесната температура.

Има обаче проблем, свързан с полуживота на BAM15. Времето на полуживот или периодът, през който продължава ефективността на дадено лекарство, е сравнително кратък при модела на мишката. За орално дозиране при хора оптималният полуживот е много по-дълъг.

Въпреки че BAM15 има голям потенциал при модели на мишки, лекарството не е задължително да бъде успешно при хората, поне не и тази конкретна молекула.

„По принцип търсим почти същия тип молекула, но тя трябва да остане в тялото по-дълго, за да покаже ефект. Ние леко модифицираме химическата структура на съединението. Досега сме създали няколкостотин молекули, свързани с него “, каза Сантос.

Предпоследната цел на лабораторията на Сантос е да направи прехода от лечение на мазнини върху животински модели към лечение на NASH при хора.

Лабораторията използва най-добрите си съединения в животински модели на NASH, за които е доказано, че са ефективни като анти-NASH съединения при мишки.

Кайл Хьон, доцент по фармакология в Университета на Вирджиния и доцент по биотехнологии и биомолекулярни науки в Университета на Нов Южен Уелс, Австралия, работи заедно със Сантос. Hoehn е експерт по метаболитна физиология, който отговаря за провеждането на изследвания върху животни. Сантос и Хьон си сътрудничат от няколко години и дори заедно основават биотехнологична компания.

Съосновател на Santos и Hoehn през 2017 г., Continuum Biosciences има за цел да подобри начините, по които тялото ни изгаря гориво, и да се бори със способността на тялото ни да съхранява излишните хранителни вещества с напредването на възрастта. Тези обещаващи съединения за лечение на NASH са интелектуална собственост на вашата компания и са патентовани от Virginia Tech.

Компанията се стреми да използва митохондриални разединители за повече от просто затлъстяване и NASH. Молекулите имат и уникален анти-кислороден ефект, който може да сведе до минимум натрупването на реактивни кислородни форми или оксидативен стрес в нашето тяло, което в крайна сметка води до невродегенерация и стареене.

„Ако просто минимизирате стареенето, бихте могли да минимизирате риска от болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон. Всички тези заболявания, свързани с реактивни кислородни видове или възпаление, биха могли да се възползват от митохондриалните разединители. Затова вярваме, че това ще продължи по този начин “, каза Сантос.

Дата: 8 юни 2020 г.

Източник: Virginia Tech

Източник на историята:

Материали предоставени от Вирджиния Тех. Оригинал, написан от Кендъл Даниелс. Забележка: Съдържанието може да е редактирано със стил и дължина.

Справка за публикацията:

Stephanie J. Alexopoulos, Sing-Young Chen, Amanda E. Brandon, Joseph M. Salamoun, Frances L. Byrne, Christopher J. Garcia, Martina Beretta, Ellen M. Olzomer, Divya P. Shah, Ashleigh M. Philp, Stefan R Hargett, Robert T. Lawrence, Brendan Lee, James Sligar, Pascal Carrive, Simon P. Tucker, Andrew Philp, Carolin Lackner, Nigel Turner, Gregory J. Cooney, Webster L. Santos, Kyle L. Hoehn. Митохондриалният разединител BAM15 обръща индуцирано от диетата затлъстяване и инсулинова резистентност при мишки. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16298-2

Забележка: Институтът по нутригеномика не носи отговорност за мненията, изразени в тази статия.