Відкрили білок, що керує жиром у клітинах. Чи стане це ліками від ожиріння?

Дослідники Інституту Вейцмана разом із колегами з Університетів Пенсильванії та Техасу у Сан-Антоніо опублікували у The EMBO Journal роботу про білок MTCH2, якому дали просте прізвисько — Mitch. 

Виявилося, що він виконує роль свого роду диспетчера в жировому обміні клітини: визначає, чи жир стане паливом, чи залишиться у вигляді запасів. Чому це важливо, що конкретно з’ясували і що поки залишається нез’ясованим, розбираємо нижче.

Коротко:

MTCH2 — це білок у мітохондріях, маленьких «станціях», що виробляють енергію всередині клітини. Він регулює процес злиття мітохондрій у великі мережі.

Коли мітохондрії зливаються в мережі, вони працюють ефективно і споживають менше «палива» для тієї самої кількості роботи. Коли вони роздроблені на малі одиниці, їхня ефективність знижується і клітина змушена витрачати більше ресурсів.

MTCH2 тримає мітохондрії в режимі ефективної мережі. Отже, його відключення ніби перемикає клітину в режим підвищеного споживання. Для жирового обміну це має конкретні наслідки, і саме їх і вивчили дослідники.

Але MTCH2 — це не «ген ожиріння» і не «перемикач жиру». Це ще один із численних регуляторних білків, що беруть участь у клітинному метаболізмі. Центром дослідження стала саме його роль у жировому обміні.

Докторантка Сабіта Чоурасія за допомогою генетичного редагування вимкнула MTCH2 у людських клітинах. Потім команда кожні кілька годин аналізувала понад 100 речовин, що беруть участь у клітинному метаболізмі.

В результаті вчені виявили, що клітинне дихання — процес, у якому клітина отримує енергію із живильних речовин за допомогою кисню — зросло. Клітини стали активніше розщеплювати жири, вуглеводи й амінокислоти, при цьому переключившись переважно на жир як паливо.

Професор Атан Ґрос, керівник дослідження, сказав, що команді вдалося виявити, що вимкнення Mitch призвело до різкого падіння жирів у мембранах. Водночас вони побачили, що більше жирів використовувалося для виробництва енергії.

Тобто без MTCH2 жир у клітині менше використовується для побудови мембран і більше спалюється як пальне.

Окрема частина дослідження стосувалась клітин-попередників — тих, що ще не стали жировими клітинами, але здатні перетворитися на них. Цей процес перетворення називають адипогенезом.

Коли MTCH2 вимкнули саме в цих клітинах, диференціація — перетворення в жирові клітини — суттєво сповільнилась.

Коли дослідники вимкнули Mitch у клітинах-попередниках, виявилось, що середовище в цих клітинах стало несприятливим для синтезу нових жирів. Зниження здатності синтезувати мембрани заважає клітинам рости, розвиватись і досягати точки, де диференціація стає можливою. Процес накопичення жиру потребує великої кількості доступної енергії, а в клітинах без Mitch виникає її дефіцит. Крім того, пригнічується експресія генів, необхідних для диференціації, і бракує речовин, що потрібні для цього процесу.

Результат: менше нових жирових клітин і менше накопичення жиру.

Ця робота в людських клітинах спирається на попередні дослідження тієї самої групи з тваринними моделями. У мишей, у яких MTCH2 у м’язовій тканині був вимкнений, спостерігали підвищену фізичну витривалість, кращу роботу серця, більшу кількість м’язових волокон, що споживають кисень, а також стійкість до ожиріння.

Ця стійкість мишей до набору надлишкової маси стала одним із приводів перевірити, що відбувається в жирових клітинах людини після вимкнення MTCH2. Результати виявилися схожими: клітини накопичували менше жиру й витрачали більше енергії. Але це були лабораторні експерименти з клітинами, тому поки невідомо, чи так само працюватиме цей механізм у людському організмі.

У фармакології є стандартний підхід: знайти молекулу, що відіграє ключову роль у хворобливому процесі, з’ясувати, що відбувається при її пригніченні, і потім спробувати розробити препарат, що діє аналогічно, але безпечно й контрольовано. MTCH2 став таким кандидатом у контексті ожиріння.

Якщо вдасться створити сполуку, яка вибірково знижує активність MTCH2 у жирових клітинах, теоретично це може збільшити витрати енергії і знизити утворення нових жирових клітин. Це не «спалювач жиру» в буденному розумінні, а клітинний регулятор, що змінює енергетичний баланс.

Дослідники також звернули увагу на один додатковий аспект. Сучасні засоби для схуднення нерідко знижують не лише жирову, а й м’язову масу. Дані на мишах показали, що відключення MTCH2 у м’язах підвищувало їхню функціональність, а не знижувало. Це дає підстави припустити, що майбутній препарат на основі MTCH2 може впливати на м’язову тканину не так, як сучасні засоби для зниження ваги. Але це лише гіпотеза і прямих порівнянь з конкретними препаратами в цій роботі не проводилось, і жодних гарантій безпечнішого чи ефективнішого профілю немає.

Ця робота проводилась у клітинах і поки далека від того, щоб стати лікуванням.

Клітинний рівень ≠ організм людини. Вимкнути білок у лабораторній культурі клітин і досягти того самого ефекту в живому організмі — принципово різні завдання. Організм компенсує, адаптується, реагує на зміни системно. Ефект, який дослідники спостерігали у клітинній культурі, може зникнути або змінитись у повноцінному організмі.

Вимкнення ≠ безпечне пригнічення препаратом. Генетичне відключення білка в лабораторному експерименті і таргетна інгібіція препаратом — різні механізми з різними наслідками. Препарат має бути вибірковим, стабільним і не токсичним.

До клінічних випробувань ще роки роботи. Шлях від знайденої мішені до препарату включає: доклінічні дослідження на тваринах, дослідження токсичності, розробку молекули-кандидата, клінічні випробування фаз I, II і III. Це займає роки, а нерідко десятиліття. Більшість кандидатів на цьому шляху відсіюється.

Відкриття ролі MTCH2 — це фундаментальна наука. Без таких знань неможлива розробка нових препаратів. Але саме собою воно не є ліками від ожиріння.

Відкриття ролі MTCH2 у жировому обміні — це важливий внесок у базову науку про ожиріння. Воно дає дослідникам нову мішень і кращу карту того, як клітини вирішують долю жиру. Але від клітинного відкриття до препарату — довгий шлях, і зараз ми на самому початку. Це не прорив у лікуванні, а фундамент, без якого такий прорив був би неможливий.

І поки до чарівної пігулки ще далеко, тренуємося заради здоровʼя та смачно і корисно харчуємось!

Завітай до наших фітнес-клубів APOLLO NEXT і підбери формат тренувань під свій рівень підготовки та спосіб життя. 

Підпишись на наш канал в Instagram та TikTok, щоб дізнаватись ще більше цікавої та корисної інформації!  

Посилання на наукові джерела (References):