Cercetătorii descoperă o proteină care arde grăsimea și împiedică formarea de noi celule adipose
Medicamentele moderne pentru slăbire au revoluționat tratamentele pentru obezitate, ajutând multe persoane să piardă cantități semnificative de greutate. Totuși, aceste medicamente au un dezavantaj important: pot reduce masa musculară. Recent, cercetătorii au descoperit un mecanism biologic care ar putea ajuta la rezolvarea acestei provocări, sporind în același timp capacitatea organismului de a arde grăsimi.
Cercetătorii de la Weizmann Institute of Science au identificat o proteină numită MTCH2, supranumită „Mitch”, care pare să joace un rol major în modul în care celulele gestionează energia și stochează grăsimea. Un studiu recent publicat în EMBO Journal a constatat că dezactivarea acestei proteine în celulele umane crește rata la care grăsimile și carbohidrații sunt arși, reducând totodată formarea de noi celule de grăsime.
Această descoperire se bazează pe cercetări anterioare efectuate pe șoareci, care au avut rezultate surprinzătoare. Animalele care nu aveau Mitch în mușchi au devenit mai în formă, dezvoltând o rezistență mai mare și fiind remarcabil de rezistente la obezitate.
Prof. Atan Gross și colegii săi au observat, acum câțiva ani, o observație neașteptată în timpul studiului asupra lui Mitch. Atunci când au suprimat producția acestei proteine în țesutul muscular al șoarecilor, animalele au arătat îmbunătățiri semnificative în compoziția corporală.
Șoarecii nu doar că au evitat obezitatea, dar au dezvoltat și mai multe fibre musculare, care consumă cantități mari de oxigen și sunt asociate cu o performanță fizică îmbunătățită. Aceste animale au avut rezultate mai bune în teste de stres fizic și au demonstrat o funcție cardiacă îmbunătățită.
Descoperirea a ridicat o întrebare importantă: Cum poate dezactivarea unei singure proteine să protejeze împotriva obezității și să îmbunătățească rezistența fizică?
Pentru a răspunde la această întrebare, cercetătorii s-au concentrat asupra mitocondriilor, acele structuri microscopice din interiorul celulelor, adesea descrise ca centralele energetice ale acestora. Mitocondriile generează energia de care au nevoie celulele pentru a funcționa și joacă un rol central în metabolism, procesul chimic care transformă hrana în energie utilizabilă.
Forma și organizarea mitocondriilor pot dezvălui multe despre modul în care celulele produc energie. Uneori, mitocondriile se unesc într-o rețea mare și interconectată, generând energie eficient. Alteori, ele rămân separate în unități mai mici, mai puțin eficiente. Când producția de energie devine mai puțin eficientă, celulele compensează prin consumarea unor cantități mai mari de combustibil, inclusiv grăsimi, carbohidrați și proteine.
În urma unor cercetări de lungă durată, echipa lui Gross de la Departamentul de Imunologie și Biologie Regenerativă de la Weizmann a descoperit că Mitch ajută la controlul acestui proces prin reglementarea fuziunii mitocondriale. Această descoperire oferă o explicație posibilă pentru rezultatele neobișnuite observate la șoareci.
Următorul pas a fost să se determine dacă același mecanism funcționează și în celulele umane.
Studiul recent, condus de studenta la doctorat Sabita Chourasia, a folosit tehnici de inginerie genetică pentru a elimina proteina Mitch din celulele umane. Rezultatele au fost dramatice.
Fără Mitch, rețeaua mitocondrială normală s-a desfăcut în unități separate. Producția de energie a devenit mai puțin eficientă, lăsând celulele într-o stare constantă de deficit energetic. La prima vedere, acest lucru ar putea părea dăunător. Totuși, atunci când obiectivul este de a crește cheltuielile energetice și de a reduce acumularea de grăsimi, acest tip de ineficiență poate funcționa în favoarea organismului. Celulele care au dificultăți în a produce energie trebuie să consume mai mult combustibil pentru a-și satisface nevoile.
„După ce am șters Mitch, am examinat, la câteva ore, efectul pe care l-a avut asupra a peste 100 de substanțe implicate în metabolismul celulelor umane”, explică Chourasia. „Am observat o creștere a respirației celulare, procesul prin care celula produce energie din nutrienți, cum ar fi carbohidrații și grăsimile, folosind oxigen. Acest lucru explică creșterea rezistenței musculare observate în experimentele anterioare cu șoareci.”
Celulele umane au început să consume mai multă grăsime. Deoarece celulele modificate aveau nevoie de mai multă energie, acestea și-au crescut consumul de surse de combustibil disponibile. Cercetătorii au observat o descompunere mai mare a grăsimilor, carbohidraților și aminoacizilor. De asemenea, au găsit o schimbare semnificativă în modul în care celulele generau energie.
Celulele obișnuite se bazează, de obicei, mai mult pe carbohidrați și proteine. Cele care îi lipsesc pe Mitch, însă, s-au bazat mult mai mult pe grăsimi ca sursă principală de combustibil. „Am descoperit că ștergerea lui Mitch a dus la o scădere majoră a grăsimilor în membrane”, explică Gross. „În același timp, am observat o creștere a substanțelor grase utilizate pentru a produce energie și ne-am dat seama că grăsimea era descompusă din membrană pentru a fi folosită ca combustibil. Cu alte cuvinte, am demonstrat că Mitch determină soarta grăsimii în celulele umane.”
Aceste descoperiri sugerează că Mitch acționează ca un regulator important care ajută la deciziile privind stocarea sau arderea grăsimii.
Cercetătorii au descoperit un alt efect important al eliminării lui Mitch. Studiile anterioare au arătat că femeile cu obezitate tind să aibă niveluri crescute ale proteinei. Această observație a condus echipa să investigheze dacă Mitch ar putea influența și crearea de noi celule de grăsime.
Celulele de grăsime au originea în celulele progenitoare, cunoscute sub numele de celule precursor. În condiții favorabile, aceste celule imature acumulează grăsime și se dezvoltă în celule mature de stocare a grăsimilor printr-un proces numit diferențiere.
Când cercetătorii au eliminat Mitch din celulele progenitoare, această transformare a devenit mult mai dificilă. „Când am șters Mitch din celulele progenitoare, am descoperit că mediul creat în aceste celule nu era propice pentru sinteza de noi grăsimi”, explică Gross. „Reducerea capacității de a sintetiza membrane împiedică celulele să crească, să se dezvolte și să ajungă la punctul în care diferențierea este posibilă. Procesul de acumulare a grăsimilor necesită o cantitate mare de energie disponibilă, dar în celulele fără Mitch, există o lipsă de energie. În plus, exprimarea genelor necesare pentru diferențiere este suprimată, iar substanțele vitale pentru ca acest proces să aibă loc sunt insuficiente. Ca rezultat, diferențierea noilor celule de grăsime este redusă, împreună cu acumularea de grăsime
