A metabolikus „mágikus golyó” fehérje egészségre gyakorolt ​​hatása

Az új modell lehetővé teszi a tudósok számára, hogy bármikor és bármilyen szövetben aktiválják az egészséget elősegítő AMPK enzimet

Az AMPK metabolikus fehérjét egyfajta mágikus golyóként írták le az egészségre nézve. Állatmodelleken végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a fehérjét aktiváló vegyületek egészséget elősegítő hatással vannak a cukorbetegség visszafordítására, a szív- és érrendszeri egészség javítására, a mitokondriális betegségek kezelésére - sőt az életidő meghosszabbítására. Nem ismert azonban, hogy ezeknek a vegyületeknek mekkora hatása tulajdonítható teljes mértékben az AMPK-nak, szemben más lehetséges célpontokkal.

varázsgolyó

Most a Salk kutatói kifejlesztettek egy új rendszert, amely lehetővé teszi számukra, hogy minden eddiginél részletesebben tanulmányozzák, hogyan, hol és mikor látja el az AMPK molekuláris és terápiás funkcióit. A Cell Reports folyóiratban 2019. január 2-án megjelent cikkben a Salk csapata az új modell segítségével aktiválja az AMPK-t zsíros májbetegségben szenvedő felnőtt egerek májában.

"Ez a modell lehetővé teszi számunkra a kérdések megválaszolását, amelyekre a tudósok korábban nem tudtak válaszolni" - mondja az új munkát vezető Salk professzor és Reuben Shaw, a Salk Cancer Center igazgatója. "Ez valóban új módszert kínál számunkra, hogy meghatározzuk ennek a specifikus enzimnek az egészségre gyakorolt ​​előnyeit sokféle betegségben."

Az AMP-aktivált protein-kináz vagy az AMPK az anyagcsere fő szabályozójaként ismert. A sejtek akkor aktiválják az AMPK-t, amikor kevés az energiafogyasztásuk, és az AMPK a test szöveteiben aktiválódik a testmozgás vagy a kalóriakorlátozás után. Válaszul az AMPK megváltoztatja sok más gén és fehérje aktivitását, segítve a sejtek életben tartását és működését akkor is, ha kevés az üzemanyag. A test különböző szöveteiben és a fejlődés különböző időpontjaiban az AMPK valószínűleg eltérő hatású. Eddig a genetikailag növekvő AMPK-aktivitás specifikus hatásának vizsgálatának egyetlen módja az volt, hogy az egész életen át megváltoztatta aktivitását egy organizmusban, kezdve az embriogenezistől.

"Amikor az AMPK-t az embriogenezis kezdetétől fogva túlaktiválják, nem tudjuk, milyen hatásai vannak a normális fejlődésre" - mondja Daniel Garcia, a Salk vezető kutató munkatársa és az új cikk első szerzője.

Tehát Garcia, Shaw és munkatársaik lehetővé tették az egér számára az AMPK speciális verziójának használatát, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a felnőtt egereket antibiotikummal táplálva aktiválják a gént.

"Az általunk kifejlesztett modell sokkal inkább hasonlít ahhoz, amit egy klinikán látna, ha az AMPK-t gyógyszerekkel célozza meg" - mondja Garcia.

Sőt, az indukálható AMPK gén kettős megtervezésével az egerekben a kutatók azt is szabályozhatják, hogy a testben hol történik ez az AMPK aktiváció - bárhol, vagy csak egy kiválasztott szövetben vagy szövetekben.

Az új modell hasznosságának tesztelésére a kutatók olyan egereket fejlesztettek ki, amelyek aktiválhatják az AMPK-t a májban. Ezután ezeknek az egereknek a magas zsírtartalmú étrendjének egy részét táplálták, ami az étrend okozta elhízáshoz és a zsírok felesleges felhalmozódásához vezet a májban. Ez az állapot egyenértékű az emberek alkoholmentes zsírmájbetegségével (NAFLD), amely a krónikus májbetegség vezető formája az amerikai felnőtteknél.

A NAFLD-vel rendelkező és anélküli egerekben a máj zsírszintje csökkent, amikor az AMPK aktiválódott - az új zsírtermelés lelassult, és a meglévő zsírok metabolizálódtak. Ezen túlmenően, amikor az AMPK aktiválódott egerekben, amelyek zsírtartalmú étrendet fogyasztottak, az egerek védettek voltak a súlygyarapodástól és az elhízástól, és kevesebb májgyulladás jele volt.

"Ez a dokumentum megerősíti, hogy az AMPK jó célpont a NAFLD kezelésében" - mondja Garcia. "Ez megerősíti, hogy az AMPK aktivátorokat klinikailag tesztelni kell."

A májzsíron kifejtett hatások mellett az AMPK aktiválása - bár csak a májra korlátozódott - a test más részein is csökkentette a zsírszintet, ami arra utal, hogy a máj által a test többi részébe felszabaduló hormonok érintettek.

"Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az AMPK potenciálisan hatékony kezelés lehet számos betegségben az embereknél" - mondja Shaw, aki a William R. Brody elnökletét tölti be.

A kutatók legközelebb azt tervezik, hogy az AMPK aktiválását számos más szövetben, beleértve az izmokat is tanulmányozzák, ahol a tudósok feltételezték, hogy az AMPK drámai hatással lehet.

"A NAFLD-n kívül tágabb kérdések is felmerülnek abban a kérdésben, hogy az AMPK genetikai aktiválása az izmok utánzásában és hogy az AMPK későbbi aktiválása egy szervezet életében elősegítheti-e az élettartamot" - mondja Shaw.