Молекулярный транспорт для лекарств сам оказался средством от ожирения
Как избежать ожирения или хотя бы контролировать его степень не секрет: правильное питание и хотя бы минимальные физические нагрузки. Однако существует множество факторов — от генетической предрасположенности до ошибок молодости, — из-за которых предотвратить избыточное накопление жировых тканей заранее не получается. Поэтому необходимы эффективные методы терапии. Их разработка представляет собой одно из наиболее перспективных направлений развития современной медицины.
Проблемы есть, и серьезные. Существующие препараты, доказавшие свою эффективность в модификации либо подавлении адипоцитов (жировых клеток), либо токсичны, либо опасным образом затрагивают другие системы и ткани организма. А жировые отложения не сконцентрированы в каком-то одном месте, они распределены по всему телу. И есть те, что скорее полезны или просто безобидны (подкожный и внутримышечный жир), а есть откровенно вредные — висцеральный или брюшной (абдоминальный) жир. Последний ассоциируется с высоким риском раковых, сердечно-сосудистых и эндокринных заболеваний. А также серьезными нарушениями обмена веществ в целом.
Иными словами, желательно не просто доставить препараты до распределенных по всему организму тканей. Лучше вообще не допускать их попадания в кровяное русло. Для этого используются транспортные молекулы, связывающиеся только с целевыми клетками. Например, полиамидоамины (PAMAM). Их инъекцию производят прямо в требующие терапии ткани, где связанные с наночастицами молекулы лекарственного препарата и выполняют свою работу.
В поисках безопасного транспорта для терапии ожирения исследователи из США и Китая изучали PAMAM третьего поколения P-G3. Он особенно удобен тем, что должен хорошо соединяться с внеклеточным матриксом (ECM) адипоцитов, и таким образом передвигаться в жировых тканях. Эксперименты на мышах с ожирением подтвердили предположение — при введении в брюшину PAMAM без полезной нагрузки распределился по отложениям висцерального жира. В других органах его концентрация была радикально ниже.
Сравнение массы тела мышей с ожирением из контрольной группы и тех, что получили P-G3 / ©Wan et al. Selective targeting of visceral adiposity by polycation nanomedicine. Nat. Nanotechnol. (2022).
Но самое интересное, что у введения P-G3 без лекарства в составе наночастиц был неожиданный побочный эффект. Страдающие ожирением мыши в короткие сроки после инъекции начали терять вес и при этом не проявляли никаких проблем со здоровьем. Вскрытие показало, что отложения висцерального жира у таких животных стали меньше, а метаболизм пришел в норму. Любопытнее всего была биопсия получивших PAMAM тканей — некорректно работавшие адипоциты с избыточным содержанием липидов внутри оказались заменены новыми, молодыми и здоровыми клетками. В них тоже присутствовал жир, но ровно столько, сколько должно быть в норме, как это бывает у детей и атлетов.
Механизм такой необычной и неожиданной работы P-G3 предстоит подробно изучить. Пока что на основе имеющихся свидетельств главная теория следующая. Выбранный исследователями PAMAM обладает свойством связывать негативно заряженные загрязнения в межклеточной среде — в частности, мусорные фрагменты ДНК и РНК. Конкретно P-G3 и взяли для экспериментов, потому что он должен был хорошо прикрепиться к отрицательно заряженному внеклеточному матриксу. Вероятнее всего, помимо того, чтобы просто удерживаться на ECM, PAMAM очистил ткани от кодирующих последовательностей, которые нарушали нормальную работу адипоцитов. Без такой дополнительной нагрузки, они благодаря естественным внутренним механизмам нормализовали свою жизнедеятельность.
Общая схема второй серии экспериментов. Мыши получали в брюшную полость укол P-G3 с HSA, в результате чего их масса тела падала, а содержание жира в адипоцитах снижалось. Следствием стало уменьшение симптомов внутреннего воспаления, связанного с ожирением, улучшение метаболизма глюкозы и повышение чувствительности к инсулину / ©Huang et al, Polycationic PAMAM ameliorates obesity-associated chronic inflammation and focal adiposity, Biomaterials (2022).
Плодотворное исследование привело к созданию сразу двух научных работ по теме. Одна опубликована в журнале Nature Nanotechnology, вторая — в Biomaterials. Авторы обеих публикаций — ученые из нескольких департаментов Колумбийского университета, штат Нью-Йорк, медицинского колледжа Уэилл (Корнеллский университет) и Гуандунского университета.
Василий Парфенов, Naked Science
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
