Cercetătorii care explorează metabolismul uman de la Universitatea din California, San Francisco (UCSF) au descoperit o mână de compuși chimici care reglează depozitarea grăsimilor la viermi, oferind un nou instrument pentru înțelegerea obezității și găsirea viitoarelor tratamente pentru bolile asociate cu obezitatea.

grăsimea

După cum este descris într-o lucrare publicată luna aceasta în revista Nature Chemical Biology, echipa UCSF a luat armate de viermi microscopici numiți C.elegans și i-a expus la mii de compuși chimici diferiți. Dându-le acestor compuși viermilor, au descoperit că, practic, le-au făcut mai subțiri sau mai grase, fără a afecta modul în care mănâncă, cresc sau se reproduc.

Descoperirea oferă oamenilor de știință noi modalități de a investiga metabolismul și ar putea duce în cele din urmă la dezvoltarea de noi medicamente pentru a regla acumularea excesivă de grăsimi și pentru a aborda problemele metabolice care stau la baza mai multor probleme majore de sănătate umană, inclusiv obezitatea, diabetul și unele forme de cancer.

Lucrarea demonstrează, de asemenea, valoarea „screeningului viermilor” ca modalitate de a găsi noi ținte pentru bolile umane, potrivit oamenilor de știință UCSF, a căror activitate a fost condusă de colegul postdoctoral George Lemieux, dr., În laboratorul profesorului Zena Werb, dr. președinte al Departamentului de Anatomie al UCSF.

Lucrarea a fost o colaborare care a implicat Kaveh Ashrafi, dr., Profesor asociat la Departamentul de Fiziologie UCSF, și Roland Bainton, MD, dr., Profesor asociat în reședință la Departamentul de Anestezie și îngrijire perioperatorie UCSF.

De ce viermii sunt grasi

Interesul echipei UCSF pentru modul în care viermii se ocupă de grăsime a început cu un interes mai fundamental în metabolismul uman. Viermii produc molecule de grăsime din aceleași motive pe care le fac oamenii - sunt utile pentru stocarea energiei și reprezintă un element de bază pentru țesuturile corpului. Multe dintre genele și mecanismele pe care viermii le folosesc pentru a regla acumularea de grăsime au sisteme similare la om și nu toate sunt înțelese complet.

Începând cu 3.200 de compuși chimici diferiți și 3.200 de bazine de viermi mici, echipa UCSF a folosit un colorant roșu care se lipeste de moleculele de grăsime pentru a identifica la microscop care dintre substanțele chimice a făcut viermii mai grași (mai roșii) sau mai slabi (mai puțin roșii). Ei au identificat câteva zeci și au efectuat teste suplimentare, restrâns la aproximativ 10 compuși despre care cred că reglează metabolismul grăsimilor. Acești compuși nu numai că au modificat depozitarea grăsimilor în viermi, ci și în celulele de insecte și umane crescute în eprubete, determinându-l pe Lemieux să comenteze că „pot fi utili pentru înțelegerea metabolismului în alte organisme”.

Unul dintre acești compuși modulează un complex molecular numit kinază activată AMP, care detectează disponibilitatea energiei celulare. Versiunile de complexe kinazice există atât la viermi, cât și la oameni, iar unele sunt deja ținte cheie pentru proiectarea medicamentelor de către companiile farmaceutice.

"Compusul pe care îl obținem din ecranul nostru de viermi poate acționa și asupra acestui complex de kinază, dacă nu chiar mai bine decât orice altceva care există acolo", a spus Ashrafi.

Adevăratul punct de vedere al activității, a adăugat el, este că demonstrează valoarea noului ecran de vierme față de instrumentele de screening existente pentru identificarea genelor, proteinelor și a altor actori moleculari implicați în sănătatea umană.

O mare parte a descoperirii medicamentelor implică identificarea acestor jucători și proiectarea de modalități de tratare a bolilor care apar atunci când acestea nu funcționează corect. Dar identificarea țintelor este doar începutul. Proiectarea unui medicament implică depășirea unei lungi liste de alte obstacole, a spus Ashrafi, iar concluzia este că majoritatea potențialelor medicamente care par să funcționeze bine în eprubetă nu funcționează la oameni.

Valoarea ecranului de vierme, a spus el, este că permite oamenilor de știință să selecteze compuși pentru studii ulterioare care funcționează deja eficient într-un întreg organism.

"O mulțime de medicamente care sunt astăzi în uz sau dezvoltare clinică au fost descoperite practic din întâmplare", a spus Ashrafi. "Dacă am înțelege totul despre toate, probabil am putea proiecta compușii potriviți. Dar realitatea este înțelegerea noastră de multe dintre principiile biologice și principiile chimice sunt încă la început".