наслідки

Нещодавно група вчених виявила невеликий мітохондріальний роз'єднувач, який називається BAM15, який зменшує жирову масу мишей, не впливаючи на споживання їжі, м'язову масу або підвищення температури тіла.

Пандемія ожиріння

Ожиріння вражає понад 40 відсотків дорослих людей у ​​Сполучених Штатах та 13 відсотків населення планети. Ожиріння приваблює безліч інших захворювань, включаючи серцево-судинні захворювання, діабет та жирову хворобу печінки, що робить ожиріння одним із найважчих та найважливіших захворювань для лікування.

Ожиріння - найбільша проблема здоров’я в США. Але людям важко схуднути і утримати його; Дотримання дієти може бути дуже важким. Таким чином, фармакологічний метод або ліки можуть допомогти і це було б корисно для всього суспільства », - сказав Вебстер Сантос, професор хімії, член Коледжу Кліффа та Агнес Ліллі з відкриття наркотиків в Науковому коледжі Вірджинії.

Відкриття

Сантос та його колеги нещодавно виявили невеликий мітохондріальний роз'єднувач, який називається BAM15, який зменшує жирову масу мишей, не впливаючи на споживання їжі, м'язову масу або підвищення температури тіла. Що ще, молекула знижує резистентність до інсуліну і благотворно впливає на окислювальний стрес та запалення.

Висновки, опубліковані в Nature Communications 14 травня 2020 року, є перспективними для майбутнє лікування та профілактика ожиріння, діабету та особливо неалкогольної жирової хвороби печінки (НАСГ), типу жирової хвороби печінки, що характеризується запаленням та накопиченням жиру в печінці. Найближчими роками цей стан, як очікується, стане основною причиною трансплантації печінки в США.

Мітохондрії широко відомі як енергетичні фабрики клітин. Органели генерують АТФ, молекулу, яка служить енергетичною валютою клітини, і керує рухом тіла та іншими біологічними процесами, які допомагають нашому організму нормально функціонувати.

Для отримання АТФ поживні речовини повинні спалюватися і в мітохондріях повинна бути встановлена ​​рушійна сила протону (ПМФ).. FMP генерується з градієнта протонів, де спостерігається більша концентрація протонів поза внутрішньою мембраною і менша концентрація протонів у матриксі або просторі всередині внутрішньої мембрани. Клітина створює АТФ щоразу, коли протони проходять через фермент, який називається АТФ-синтаза, який вбудовується в мембрану. Тому окислення поживних речовин або спалювання поживних речовин пов’язане із синтезом АТФ.

«Отже, все, що знижує ФМП, може посилити дихання. Мітохондріальні роз'єднувачі - це невеликі молекули, які спрямовуються до мітохондрій, щоб допомогти клітинам більше дихати. Вони ефективно змінюють метаболізм клітини, завдяки чому ми спалюємо більше калорій, не виконуючи жодних фізичних вправ », - сказав Сантос, який є членом Інституту наук про життя Фраліна та Технічного центру Вірджинії з пошуку наркотиків.

Мітохондріальні роз'єднувачі

Мітохондріальні роз'єднувачі транспортують протони в матрицю в обхід АТФ-синтази, усуваючи FMP. Щоб відновити градієнт, протони потрібно експортувати з мітохондріальної матриці. В результаті клітина починає спалювати паливо на вищих рівнях, ніж це потрібно.

Знаючи, що ці молекули можуть змінювати метаболізм клітини, дослідники хотіли переконатись, що препарат досяг бажаних цілей, і перш за все, що він безпечний. Завдяки серії досліджень на мишах дослідники виявили, що BAM15 не токсичний навіть у високих дозах, а також не впливає на центр ситості мозку, який повідомляє нашому тілу, голодні ми чи задоволені.

Раніше багато протижирових препаратів вказували організму перестати їсти. Але в результаті пацієнти одужали і їли більше. У дослідженнях на мишах BAM15 тварини їли таку ж кількість, як і контрольна група, але при цьому втрачали жирову масу.

Іншим побічним ефектом попередніх роз'єднувачів мітохондрій було підвищення температури тіла. За допомогою ректального зонда дослідники вимірювали температуру тіла мишей, яких годували BAM15. Вони не виявили змін температури тіла.

Однак існує проблема, пов'язана з періодом напіввиведення BAM15. Період напіввиведення, або період, протягом якого триває ефективність препарату, порівняно короткий у моделі миші. Для перорального дозування у людини оптимальний період напіввиведення значно довший.

Хоча BAM15 має великий потенціал у моделях мишей, препарат не обов’язково буде успішним у людей, принаймні не цієї конкретної молекули.

«Ми в основному шукаємо майже однаковий тип молекули, але їй потрібно довше залишатися в організмі, щоб показати ефект. Ми трохи модифікуємо хімічну структуру сполуки. Наразі ми створили кілька сотень молекул, пов’язаних з цим ”, - сказав Сантос.

Передостанньою метою лабораторії Сантоса є перехід від протижирової обробки тваринних моделей до лікування НАСГ у людей.

Лабораторія використовувала свої найкращі сполуки на тваринних моделях NASH, які продемонстрували свою ефективність як сполуки проти NASH у мишей.

Разом із Сантосом працює Кайл Хон, доцент фармакології Університету Вірджинії та доцент біотехнології та біомолекулярних наук Університету Нового Південного Уельсу в Австралії. Хон - фахівець з фізіологічного обміну речовин, який відповідає за проведення досліджень на тваринах. Сантос і Хон співпрацюють кілька років і навіть заснували біотехнологічну компанію разом.

Заснована Сантосом та Хеном у 2017 році, Continuum Biosciences має на меті покращити способи спалення палива в нашому тілі та боротися зі здатністю нашого організму зберігати надлишки поживних речовин у міру старіння. Ці перспективні сполуки для обробки NASH є інтелектуальною власністю вашої компанії та запатентовані компанією Virginia Tech.

Компанія прагне використовувати мітохондріальні роз'єднувачі для більш ніж просто ожиріння та NASH. Молекули також мають унікальний антикисневий ефект, який може мінімізувати накопичення активних форм кисню або окислювальний стрес в нашому організмі, що в кінцевому підсумку призводить до нейродегенерації та старіння.

«Якщо просто мінімізувати старіння, можна зменшити ризик хвороби Альцгеймера та хвороби Паркінсона. Усі ці захворювання, пов’язані з активними видами кисню або запаленням, можуть отримати користь від роз’єднувачів мітохондрій. Тому ми віримо, що це піде таким чином », - сказав Сантос.

Дата: 8 червня 2020 р

Джерело: Virginia Tech

Джерело історії:

Матеріали надані Virginia Tech. Оригінал написав Кендалл Деніелс. Примітка: Вміст міг бути відредагований за стилем та довжиною.

Посилання на публікацію:

Стефані Дж. Алексопулос, 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 Харгетт, Роберт Т. Лоуренс, Брендан Лі, Джеймс Слігар, Паскаль Керрі, Саймон П. Такер, Ендрю Філп, Каролін Лакнер, Найджел Тернер, Грегорі Дж. Куні, Вебстер Л. Сантос, Кайл Л. Хон. Мітохондріальний розпарювач BAM15 скасовує ожиріння, спричинене дієтою, та резистентність до інсуліну у мишей. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16298-2

Примітка: Інститут нутрігеноміки не несе відповідальності за думки, висловлені в цій статті.