Μια σημαντική ανακάλυψη από ερευνητές του Ινστιτούτου Επιστημών Weizmann μπορεί να αλλάξει την προσέγγιση στην απώλεια βάρους, αποκαλύπτοντας έναν μηχανισμό που σχετίζεται με την πρωτεΐνη MTCH2 (Mitch). Η απενεργοποίηση αυτής της πρωτεΐνης σε ποντίκια όχι μόνο τα έκανε ανθεκτικά στην παχυσαρκία, αλλά βελτίωσε και τη μυϊκή τους αντοχή.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η σίγηση του Mitch επιτάχυνε την καύση λιπών και υδατανθράκων, ενώ εμπόδιζε τη δημιουργία νέων λιποκυττάρων. Αυτά τα ευρήματα ανοίγουν το δρόμο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών κατά της παχυσαρκίας, που θα μπορούσαν να είναι πιο ασφαλείς και αποτελεσματικές.

Πιο αναλυτικά

Για τους επιστήμονες, η μάχη με τα κιλά δεν περιορίζεται στη ζυγαριά, αλλά φτάνει βαθιά μέσα στο κύτταρο. Νέα δεδομένα αποκαλύπτουν έναν άγνωστο έως τώρα μηχανισμό που θα μπορούσε να ανατρέψει όσα γνωρίζαμε για τον μεταβολισμό και να οδηγήσει σε πιο ασφαλείς και αποτελεσματικές θεραπείες. Στόχος δεν είναι απλώς η απώλεια βάρους, αλλά η αλλαγή στον τρόπο που το σώμα «καίει» την ενέργεια.

Η πρωτεΐνη-κλειδί που μπορεί να φέρει επανάσταση στην απώλεια βάρους και την καύση λίπους

Πριν από περίπου μια δεκαετία, μια νέα γενιά φαρμάκων για την απώλεια βάρους υποσχέθηκε ένα πιο αδύνατο, υγιέστερο μέλλον. Αλλά υπήρχε μια παγίδα: ενώ αυτά τα φάρμακα βοηθούσαν στην απώλεια λίπους, οδήγησαν επίσης σε απώλεια μυϊκής μάζας.

Τώρα, οι επιστήμονες μπορεί να βρίσκονται στα πρόθυρα μιας ανακάλυψης. Ο καθηγητής Atan Gross από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann και η ομάδα του εντόπισαν μια πρωτεΐνη στα μυϊκά κύτταρα που ονομάζεται MTCH2 (ή “Mitch“), η οποία παίζει βασικό ρόλο στον μεταβολισμό. Όταν απενεργοποίησαν το γονίδιο Mitch σε ποντίκια, συνέβη κάτι εκπληκτικό. Τα ζώα όχι μόνο έγιναν ανθεκτικά στην παχυσαρκία, αλλά εκτοξεύτηκε και η αντοχή τους, χάρη σε μια σημαντική ώθηση στη μεταβολική δραστηριότητα.

Βασιζόμενοι σε αυτή την επιτυχία, η ομάδα του Gross πήγε πρόσφατα την έρευνα ένα βήμα παραπέρα. Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο The EMBO Journal, διαπίστωσαν ότι η απενεργοποίηση του Mitch στα ανθρώπινα κύτταρα επιτάχυνε επίσης την καύση λιπών και υδατανθράκων. Το ακόμα πιο συναρπαστικό είναι ότι σταμάτησε εντελώς τον σχηματισμό νέων λιποκυττάρων.

Στις μελέτες σε ποντίκια, τα αποτελέσματα ήταν εξίσου εντυπωσιακά. Τα ποντίκια δεν απέφυγαν απλώς να πάρουν βάρος, αλλά ανέπτυξαν περισσότερες μυϊκές ίνες, οι οποίες είναι γνωστό ότι καταναλώνουν πολύ οξυγόνο και βελτιώνουν την αντοχή.

Αυτές οι ευπρόσδεκτες αλλαγές οδήγησαν σε βελτιωμένη απόδοση στις δοκιμασίες αντοχής και στην καρδιακή λειτουργία, αλλά άφησαν τους ερευνητές αντιμέτωπους με ένα μυστήριο: Πώς η σίγηση της έκφρασης μιας μόνο πρωτεΐνης «εμβολιάζει» το σώμα απέναντι στην παχυσαρκία και, ταυτόχρονα, βελτιώνει τη μυϊκή αντοχή; Η αναζήτηση μιας απάντησης τους οδήγησε στα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας των κυττάρων τα μικροσκοπικά οργανίδια μιτοχονδρίων που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή ενέργειας και την οδήγηση του κυτταρικού μεταβολισμού.

Ο ρόλος των μιτοχονδρίων στον μεταβολισμό

Μπορούμε να μάθουμε πολλά για τα μιτοχόνδρια απλώς παρατηρώντας το σχήμα και την κατανομή τους μέσα στο κύτταρο. Αυτά τα οργανίδια μπορούν να συγχωνευθούν, σχηματίζοντας ένα εκτεταμένο δίκτυο εργοστασίων παραγωγής ενέργειας που είτε είναι εξαιρετικά αποδοτικοί παραγωγοί ενέργειας ή μπορούν να υπάρχουν ως ξεχωριστά οργανίδια που είναι λιγότερο αποτελεσματικά στην παραγωγή ενέργειας. Για να ξεπεραστεί η μείωση της αποτελεσματικότητας, αυτά τα ξεχωριστά οργανίδια πρέπει να χρησιμοποιούν μια ποικιλία ενεργειακών πόρων -όπως λίπος, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες- με υψηλότερο ρυθμό.

Με την πάροδο των ετών, η ομάδα του Gross στο Τμήμα Ανοσολογίας και Αναγεννητικής Βιολογίας του Weizmann ανακάλυψε ότι εκτός από τη ρύθμιση του μεταβολισμού, ο Mitch είναι ένας από τους βασικούς ρυθμιστές που διέπουν τη μιτοχονδριακή σύντηξη, κάτι που μας βοηθά να κατανοήσουμε τα ευρήματα σε ποντίκια. Αλλά θα είχε η σίγηση του Mitch παρόμοια αποτελέσματα και στους ανθρώπους;

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές, με επικεφαλής την Sabita Chourasia, εξέτασαν τι συμβαίνει στα ανθρώπινα κύτταρα όταν η πρωτεΐνη Mitch διαγράφεται μέσω γενετικής μηχανικής. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το μιτοχονδριακό δίκτυο καταρρέει, τα οργανίδια διαχωρίζονται, η απόδοση της παραγωγής ενέργειας μειώνεται και το κύτταρο εισέρχεται σε μια μόνιμη κατάσταση στέρησης ενέργειας.

Αυτό μπορεί να ακούγεται εφιαλτικό σενάριο, αλλά μερικές φορές η έλλειψη ενέργειας και η αναποτελεσματική παραγωγή της μπορεί να είναι ευεργετική -όπως, για παράδειγμα, όταν ο στόχος είναι να αντισταθμιστεί η υπερκατανάλωση τροφής ή να διεγερθεί η χρήση των αποθεμάτων λίπους και να αποτραπεί η συσσώρευση λίπους.

«Αφού διαγράψαμε τον Mitch, εξετάσαμε, κάθε λίγες ώρες, την επίδραση που είχε σε περισσότερες από 100 ουσίες που συμμετέχουν στον μεταβολισμό στα ανθρώπινα κύτταρα», εξηγεί η Δρ. Chourasia. «Παρατηρήσαμε αύξηση στην κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο παράγει ενέργεια από θρεπτικά συστατικά, όπως υδατάνθρακες και λίπη, χρησιμοποιώντας οξυγόνο. Αυτό εξηγεί την αύξηση της μυϊκής αντοχής σε προηγούμενα πειράματα με ποντίκια».

Καύση λίπους, όχι μόνο θερμίδων

Για να αυξήσουν τον ρυθμό αναπνοής τους, τα κύτταρα χρειάζονται περισσότερα θρεπτικά συστατικά, τα οποία χρησιμεύουν ως καύσιμο στη διαδικασία παραγωγής ενέργειας. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η υψηλή ζήτηση για καύσιμα έκανε τα ανθρώπινα κύτταρα από τα οποία είχαν διαγράψει τον Mitch να «καίνε» περισσότερες εναποθέσεις ουσιών όπως λίπη, υδατάνθρακες και αμινοξέα.

Επιπλέον, ενώ τα κανονικά κύτταρα χρησιμοποιούν περισσότερους υδατάνθρακες και πρωτεΐνες, αντί για λίπη, για την παραγωγή ενέργειας, τα κύτταρα χωρίς τον Mitch βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στο λίπος για την παραγωγή ενέργειας και για την ανάπτυξή τους.

«Ανακαλύψαμε ότι η διαγραφή του Mitch οδήγησε σε σημαντική πτώση των λιπών στις μεμβράνες. Ταυτόχρονα, παρατηρήσαμε αύξηση στις λιπαρές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας και συνειδητοποιήσαμε ότι το λίπος διασπάται από τη μεμβράνη για να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Με άλλα λόγια, δείξαμε ότι ο Mitch καθορίζει την τύχη του λίπους στα ανθρώπινα κύτταρα», εξηγεί ο Δρ. Gross.

Κατά το επόμενο στάδιο της μελέτης, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η εμπλοκή του Mitch στη συσσώρευση λίπους στο σώμα είναι ακόμη μεγαλύτερη. Δεδομένου ότι ήταν γνωστό ότι οι γυναίκες με παχυσαρκία έχουν αυξημένα επίπεδα Mitch, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι αυτή η πρωτεΐνη είναι ζωτικής σημασίας όχι μόνο για τη μιτοχονδριακή σύντηξη αλλά και για τη διαφοροποίηση των λιποκυττάρων, κατά την οποία τα προγονικά κύτταρα συσσωρεύουν λίπος και μετατρέπονται σε ώριμα λιποκύτταρα.

«Όταν διαγράψαμε τον Mitch από τα προγονικά κύτταρα, ανακαλύψαμε ότι το περιβάλλον που δημιουργήθηκε σε αυτά τα κύτταρα δεν ευνοούσε τη σύνθεση νέων λιπών. Η μείωση της ικανότητας σύνθεσης μεμβρανών εμποδίζει τα κύτταρα να αναπτυχθούν και να φτάσουν στο σημείο όπου η διαφοροποίηση είναι δυνατή», σημειώνει ο Δρ. Gross και συνεχίζει:

«Η διαδικασία συσσώρευσης λίπους απαιτεί μεγάλη ποσότητα διαθέσιμης ενέργειας, αλλά σε κύτταρα χωρίς τον Mitch, υπάρχει έλλειψη ενέργειας. Επιπλέον, η έκφραση των γονιδίων που είναι απαραίτητα για τη διαφοροποίηση καταστέλλεται και υπάρχει έλλειψη των ουσιών που είναι ζωτικής σημασίας για να συμβεί αυτή η διαδικασία. Ως αποτέλεσμα, η διαφοροποίηση των νέων λιποκυττάρων μειώνεται, μαζί με τη συσσώρευση λίπους».

Υπό το πρίσμα αυτών των πολλά υποσχόμενων ευρημάτων, το εργαστήριο του Gross εργάζεται αυτή τη στιγμή, σε συνεργασία με την Bina– τη μονάδα μεταφραστικής έρευνας του Ινστιτούτου Weizmann που εντοπίζει έργα πρώιμου σταδίου με εφαρμοστικό δυναμικό- σε ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα για την ανάπτυξη ενός νέου μικρού μορίου που αναστέλλει τον Mitch και μπορεί να χρησιμεύσει ως αποτελεσματική θεραπεία για την παχυσαρκία. Το πρόγραμμα διεξάγεται σε συνεργασία με την Yeda Research and Development Company, τον οργανισμό μεταφοράς τεχνολογίας του Weizmann.

πηγή: oloygeia.gr