De Kevin Corbit

answer

PULLMAN, Wash. - CLINIC vorbind, aproximativ 1,5 miliarde de oameni din întreaga lume sunt supraponderali. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, mai mult de 10% dintre adulții lumii sunt obezi, făcându-i, probabil, cea mai mare populație de pacienți din existență. Putem dezbate cauzele, dar consecințele pe termen lung ale obezității - diabetul, bolile de inimă, cancerul - pun poveri uriașe asupra societății noastre. Campaniile de sănătate publică au făcut puțină impresie asupra acestei crize medicale răspândite.

Industria biotehnologiei, unde lucrez, se străduiește să dezvolte terapii pentru cele mai mari nevoi medicale nesatisfăcute. Poate oferi o soluție la o problemă pentru care, până acum, au existat puține răspunsuri clinice? Doar trei medicamente sunt aprobate în prezent pentru tratamentul pe termen lung al obezității; promovează pierderea moderată în greutate și au adesea efecte secundare semnificative.

De ce nu avem opțiuni mai bune? Nu este ca și cum oamenii foarte deștepți cu multe resurse nu ar încerca.

O preocupare majoră atunci când se dezvoltă medicamente pentru tratarea obezității este că testarea medicamentelor, în cea mai mare parte, se limitează la utilizarea unor modele de rozătoare foarte formulate. Aceste animale de laborator sunt manipulate genetic și ecologic pentru a imita creșterea în greutate umană și nu reproduc anumite evenimente adverse de droguri - cum ar fi ideea de sinucidere - care pot fi întâlnite atunci când sunt testate la om.

Rezultatul este o mulțime de șoareci și șobolani care sunt sănătoși din punct de vedere metabolic datorită medicamentelor, în timp ce aproximativ o cincime din populația lumii și mai mult de o treime dintre americani rămân supraponderali.

Deci poate că am fost pe un drum greșit. O abordare alternativă analizează dacă natura, prin milioane de ani de experimentare evolutivă, a aflat deja cum să facă față în mod adecvat amenințărilor biologice.

Există multe exemple fascinante. Un rozător mic, șoarecele lăcustă, este rezistent la înțepătura chinuitoare a scorpionului din scoarță. Pentru longevitate, nimic nu poate depăși șobolanul alunecos gol, care este natural rezistent la dureri, cancer și, eventual, la boala Alzheimer. După săptămâni de post, pitonii birmani sunt capabili să-și lărgească inima cu până la 40% în decurs de două până la trei zile de la masă, pentru a se potrivi metabolismului crescut - un grad de hipertrofie cardiacă care ar fi un predictor principal al mortalității la om.

Toate aceste animale au evoluat modalități de a depăși condițiile considerate patologice la om prin mutații unice în gene cheie. Cred că natura și-a dat seama cum să transforme obezitatea profundă într-o stare benignă. Introduceți obiectul meu de studiu: grizzly.

Hibernarea de către urși este o ispravă uimitoare a evoluției. După o perioadă epică de gorging la sfârșitul verii, în care, în fiecare zi, un urs poate consuma mai mult de 50.000 de calorii și poate lua până la 16 kilograme, va ține post până la șapte luni. Apoi, acesta se subzistă numai cu grăsimi stocate, fără a mânca, bea, urina sau defeca.

De asemenea, urșii își opresc funcția renală în timpul hibernării, ducând la rinichi foarte cicatrici și la niveluri ridicate de toxine din sânge care ar ucide un om. Ceea ce este cu adevărat remarcabil este că insuficiența renală a urșilor este reversibilă: la trezirea din hibernare, funcția lor renală este complet restabilită, fără nici o deteriorare durabilă.

Aceste observații fac să poarte o veritabilă cornucopie a descoperirii biologice. Bineînțeles, problema a fost să ne dăm seama cum să studiem practic și în siguranță animalele de 700 de kilograme cu o forță neobișnuită și cu reputația de a fi obraznic.

Din fericire pentru mine, Charles T. Robbins de la Universitatea de Stat din Washington a petrecut 28 de ani lucrând cum să găzduiască grizzlies de salvare și să-i facă să hiberneze în captivitate. Colaborând din 2011, am descoperit câteva caracteristici fascinante ale metabolismului ursului care pot duce la inovații valoroase în tratarea obezității. (Compania mea a investit în cercetarea noastră.)

Am început prin a ne întreba dacă creșterile de neegalat în greutate și grăsime corporală necesare pentru a supraviețui hibernării sunt însoțite de consecințe, cum ar fi diabetul, care sunt de obicei observate la om. Tipul de diabet asociat cu obezitatea umană este rezultatul incapacității organismului de a răspunde la hormonul insulină și, prin urmare, este denumit „rezistență la insulină”.

La un om sănătos, o injecție de insulină va provoca o scădere a zahărului din sânge, deoarece hormonul facilitează transportul zaharurilor din sânge în celule, unde este fie folosit pentru a produce energie, fie stocat ca combustibil. La un subiect diabetic, celulele nu răspund la insulină, iar zahărul din sânge rămâne ridicat - cu efecte pe termen lung, cum ar fi obezitatea, hipertensiunea și bolile cardiovasculare.

Dar urșii sunt capabili să-și moduleze capacitatea de reacție la insulină, astfel încât atunci când sunt cei mai obezi, în toamnă, să fie cei mai sensibili la insulină. Cu alte cuvinte, chiar dacă se îngrămădesc pe kilograme, celulele lor își păstrează capacitatea de a lua instrucțiuni de la insulină.

Doar câteva săptămâni mai târziu, urșii se fac complet rezistenți la insulină în timpul hibernării; devin, în esență, diabetici. Dar urșii hibernanți diferă de oamenii diabetici prin faptul că mențin nivelurile normale de zahăr din sânge în timp ce se află în această stare rezistentă la insulină. Odată ce se trezesc, în primăvară, grizzlies își redau capacitatea de reacție la insulină. Așadar, urșii modulează sensibilitatea la insulină nu pentru a menține nivelurile normale de zahăr din sânge, ci pentru a controla când se depozitează grăsimea și când este descompusă.

Cu alte cuvinte, urșii cedează în mod natural și reversibil diabetului. Din moment ce știm când fac această schimbare, sperăm să identificăm cum fac acest lucru.

Grizzlies se ocupă, de asemenea, de obezitate într-un mod mult diferit de cel al oamenilor - fără inflamarea țesuturilor sau stocarea grăsimilor acolo unde dăunează. Urșii își depozitează combustibilul de iarnă numai în țesutul adipos, nu în ficat sau în mușchi, așa cum se întâmplă la oamenii cu obezitate patologică. Aceste descoperiri sugerează că urșii au stăpânit un fel de obezitate de întreținere „sănătoasă” - în ciuda acumulării uriașe de grăsimi, a creșterii în greutate și a colesterolului permanent crescut.

Acest fenomen al obezității sănătoase poate apărea și la un număr mic de oameni cu mutații specifice într-o genă cunoscută sub numele de PTEN, astfel încât, în timp ce sunt obezi, rămân extrem de sensibili la insulină. Astfel, oamenii cu această mutație sunt destul de grizzly în metabolismul lor.

În mod interesant, am descoperit că urșii controlează activitatea PTEN, proteina codificată de gena PTEN, într-un mod similar cu un comutator mai slab, care activează activitatea în sus și în jos în anumite perioade ale anului pentru a controla cât de receptivi la insulină sunt. . După cum știm exact când urșii modulează activitatea PTEN și unde (în celulele adipoase), ne așteptăm să descoperim mecanismul.

Milioane de ani de experimentare evolutivă au produs adaptări genetice care au permis urșilor să facă față obezității, transformându-l într-o stare benignă în care creșterea în greutate are amenințări pentru sănătate mult reduse. Dacă natura a descoperit aceste lucruri pentru grizzlies, poate o putem face și pentru oameni.