Când suntem expuși la suficient frig sau exerciții fizice, mici grupuri de celule de grăsime brune din corpul nostru încep să ardă energie. Din 2009, când cercetătorii de la Joslin Diabetes Center și alte instituții au descoperit că această formă utilă de grăsime poate fi activă la adulți, oamenii de știință au căutat să ridice căldura din aceste celule pentru a trata obezitatea, diabetul și alte afecțiuni metabolice.

neașteptat

Cercetătorii din laboratorul doctorului Yu-Hua Tseng al lui Joslin, cercetător principal în secțiunea de fiziologie integrativă și metabolism, au descoperit acum o cale biologică neașteptată prin care celulele grase brune pot traduce energia în căldură.

Studiile efectuate la șoareci au arătat că activarea acestei căi la precursorii celulelor grase brune sau albe mărește capacitatea de generare a căldurii acestor celule fără a împinge celulele să acumuleze grăsimi, spune Farnaz Shamsi, asociat postdoctoral în laboratorul Tseng și autor principal lucrare care descrie descoperirile din Nature Communications.

Anterior, cercetătorii au descoperit că anumite semnale biologice care stimulează producția de celule grase brune sunt, de asemenea, susceptibile de a crea celule grase albe inutile, reprezentând astfel una dintre provocările cercetării în îmbunătățirea activității grăsimii brune. Cu toate acestea, constatarea sugerează că calea echipei descoperite de Joslin ar putea oferi o soluție la această provocare.

Cercetarea a început cu o proteină numită UCP1 care se află pe mitocondrii, centrele celulare ale celulei. UCP1 este cunoscut a fi o componentă crucială în activarea celulelor de grăsime brună, explică Tseng, care este, de asemenea, profesor asociat de medicină la Harvard Medical School.

Echipa ei a testat peste 5.000 de proteine ​​de mamifere pentru a identifica factorii care au sporit producția de UCP1 în celulele precursoare ale grăsimii brune. Ecranul a identificat două proteine ​​numite FGF6 și FGF9, membri ai familiei „factorului de creștere a fibroblastelor”, care poate ajuta la reglarea diverselor procese biologice, inclusiv dezvoltarea și creșterea celulelor.

Apoi, anchetatorii au încercat să crească nivelurile celor două proteine ​​și, astfel, să crească producția de UCP1, în celulele de grăsime brune de șoarece. Oamenii de știință se așteptau ca aceste celule să înceapă să acumuleze grăsimi și alte lipide și să se dezvolte în celule de grăsime brune mature - dar, în mod surprinzător, acest lucru nu s-a întâmplat.

Descoperind cu grijă motivele acestui rezultat neașteptat, „am găsit pas cu pas evenimentele moleculare care s-au petrecut în aval și care, în cele din urmă, duc la producerea UCP1 în celulele adipoase”, spune Shamsi. Aceasta noua cale aval a fost complet diferita de ceea ce cercetatorii din domeniul nostru au inteles ca mecanismul de a induce UCP1 in aceste celule.

Shamsi, Tseng și colegii lor au văzut că cele două proteine ​​FGF oferă efecte similare asupra producției de UCP1, dar sunt determinate de expuneri diferite la șoareci. FGF9 este stimulat de frig, în timp ce FGF6 este stimulat de exerciții.

Când oamenii de știință din Joslin au analizat probe de țesuturi adipoase umane, au recunoscut și această cale la locul de muncă. Printre rezultatele lor, nivelurile de FGF9 și FGFR3 (proteina receptoră pe care FGF9 și FGF6 o activează) au fost asociate cu niveluri mai ridicate de UCP1 în grăsimea brună și albă umană. Mai frapant, expresia FGFR3 în grăsimea albă umană a fost corelată negativ cu indicele de masă corporală al persoanei (o măsură a obezității) și rezistența la insulină (o afecțiune care poate determina diabetul de tip 2).

Acest lucru sugerează că, dacă putem activa această cale, putem aduce beneficii persoanelor cu obezitate, diabet și boli metabolice conexe, spune Tseng.

Echipa ei lucrează cu colaboratori pentru a sintetiza o versiune a proteinei FGF care este optimizată pentru o eficacitate mai mare și o livrare mai ușoară, spune ea. Deoarece grupul ei a urmărit mecanismele care funcționează în această cale, ar putea fi, de asemenea, posibil să se dezvolte medicamente care să dezvolte producția UCP1, vizând pași moleculari specifici pe cale.

„Pe măsură ce obezitatea devine epidemică, sperăm că cercetarea noastră în materie de grăsime brună poate ajuta”, spune Tseng. "Cu un efort colectiv de la multe laboratoare din întreaga lume, ne apropiem de acest obiectiv."