Naukowcy z University of Texas Health Science Center w San Antonio (UT Health San Antonio) opracowali małocząsteczkowy lek, który zapobiega przybieraniu na wadze i niekorzystnym zmianom w wątrobie u myszy karmionych przez całe życie dietą zachodnią o wysokiej zawartości cukru i tłuszczu.
„Kiedy podajemy ten lek myszom przez krótki czas, zaczynają tracić na wadze. Wszystkie stają się szczupłe” – powiedział dr Madesh Muniswamy, profesor medycyny w Joe R. i Teresie Lozano Long School of Medicine w centrum nauk o zdrowiu.
Odkrycia współpracowników, również z University of Pennsylvania i Cornell University, zostały opublikowane 27 lutego w czasopiśmie Cell Reports. Muniswamy, dyrektor Centrum Medycyny Mitochondrialnej w UT Health San Antonio, jest głównym autorem.
Czwarty najczęstszy element
Zespół badawczy odkrył lek, najpierw badając, w jaki sposób magnez wpływa na metabolizm, czyli produkcję i zużycie energii w komórkach. Ta energia, zwana ATP, napędza procesy organizmu.
Magnez jest czwartym najobficiej występującym pierwiastkiem w organizmie po wapniu, potasie i sodzie i odgrywa wiele kluczowych ról w dobrym zdrowiu, w tym reguluje poziom cukru we krwi i ciśnienie krwi oraz buduje kości. Ale naukowcy odkryli, że zbyt dużo magnezu spowalnia produkcję energii w mitochondriach, które są elektrowniami komórek.
„To hamuje, po prostu zwalnia” – powiedział współautor Travis R. Madaris, doktorant w laboratorium Muniswamy w UT Health San Antonio.
Usunięcie genu MRS2, który promuje transport magnezu do mitochondriów, spowodowało wydajniejszy metabolizm cukru i tłuszczu w elektrowniach. Rezultat: chude, zdrowe myszy.
Wątroba i tkanka tłuszczowa gryzoni nie wykazywały oznak stłuszczenia wątroby, powikłania związanego ze złą dietą, otyłością i cukrzycą typu 2.
Środek małocząsteczkowy
Lek, który naukowcy nazywają CPACC, osiąga to samo. Ogranicza ilość transferu magnezu do elektrowni. W eksperymentach wynik był znowu: chude, zdrowe myszy. UT Health San Antonio złożyło wniosek patentowy na lek.
Myszy służyły jako system modelowy długotrwałego stresu żywieniowego wywołanego przez bogatą w kalorie, słodką i tłustą dietę zachodnią. Znanymi skutkami tego stresu są otyłość, cukrzyca typu 2 i powikłania sercowo-naczyniowe.
„Obniżenie mitochondrialnego magnezu złagodziło niekorzystne skutki długotrwałego stresu dietetycznego” – powiedział współautor, dr Manigandan Venkatesan, doktor habilitowany w laboratorium Muniswamy.
Joseph A. Baur, PhD, z University of Pennsylvania i Justin J. Wilson, PhD, Cornell są wśród współpracowników. „Wymyśliliśmy małą cząsteczkę, a Justin ją zsyntetyzował” – powiedział Madaris.
Istotne implikacje
“Te odkrycia są wynikiem kilku lat pracy” – powiedział Muniswamy. „Lek, który może zmniejszyć ryzyko chorób kardiometabolicznych, takich jak zawał serca i udar mózgu, a także zmniejszyć częstość występowania raka wątroby, który może towarzyszyć stłuszczeniu wątroby, będzie miał ogromne znaczenie. Będziemy kontynuować jego rozwój”.
Fundatorami tego projektu są Narodowe Instytuty Zdrowia, Departament Obrony Stanów Zjednoczonych oraz San Antonio Partnership for Precision Therapeutics.