Artikel zur Langlebigkeit

Neu identifiziertes Fettverbrennungsmolekül könnte Fettleibigkeit behandeln

ein neu identifiziertes Molekül reduzierte Körperfett und Fettgewebe bei Mäusen
  • Ein Molekül namens BAM15, ein kleiner mitochondrialer Entkoppler, reduziert nachweislich das Körperfett und die Insulinresistenz bei Mäusen, ohne den Appetit zu beeinträchtigen. 

  • Obwohl BAM15 nur bei Mäusen funktioniert, werden ähnliche mitochondriale Entkoppler für den Menschen identifiziert, die Fettleibigkeit und damit verbundene Erkrankungen behandeln, oxidativen Stress und Entzündungen reduzieren sowie Alterung und Neurodegeneration verlangsamen könnten.

Dieser Artikel wurde in den Virginia Tech Daily News veröffentlicht: 

Fettleibigkeit betrifft mehr als 40 Prozent der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten und 13 Prozent der Weltbevölkerung. Mit Fettleibigkeit geht eine Vielzahl anderer miteinander verbundener Krankheiten einher, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Fettlebererkrankungen, was die Krankheit zu einer der am schwierigsten – und wichtigsten – zu behandelnden Krankheiten macht.

„Fettleibigkeit ist das größte Gesundheitsproblem in den Vereinigten Staaten. Aber es ist schwer für Menschen, Gewicht zu verlieren und zu halten; eine Diät kann so schwierig sein. Ein pharmakologischer Ansatz oder ein Medikament könnte also helfen und.“ wäre für die gesamte Gesellschaft von Vorteil“, sagte Webster Santos, Professor für Chemie und Cliff and Agnes Lilly Faculty Fellow of Drug Discovery am College of Science der Virginia Tech.

Santos und seine Kollegen haben kürzlich einen kleinen mitochondrialen Entkoppler namens BAM15 identifiziert, der die Körperfettmasse von Mäusen verringert, ohne die Nahrungsaufnahme und Muskelmasse zu beeinträchtigen oder die Körpertemperatur zu erhöhen. Darüber hinaus verringert das Molekül die Insulinresistenz und hat positive Auswirkungen auf oxidativen Stress und Entzündungen.

Die am 14. Mai 2020 in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse sind vielversprechend für die zukünftige Behandlung und Prävention von Fettleibigkeit, Diabetes und insbesondere nichtalkoholischer Steatohepatitis (NASH), einer Art Fettlebererkrankung, die durch Entzündung und Fettansammlung in der Leber gekennzeichnet ist . Es wird erwartet, dass die Erkrankung in den nächsten Jahren zur Hauptursache für Lebertransplantationen in den Vereinigten Staaten wird.

Die Mitochondrien werden allgemein als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Das Organell erzeugt ATP, ein Molekül, das als Energiewährung der Zelle dient und Körperbewegungen und andere biologische Prozesse antreibt, die unserem Körper helfen, richtig zu funktionieren.

Um ATP herzustellen, müssen Nährstoffe verbrannt und in den Mitochondrien eine protonentreibende Kraft (PMF) aufgebaut werden. Die PMF wird aus einem Protonengradienten erzeugt, bei dem es außerhalb der inneren Membran eine höhere Konzentration an Protonen und in der Matrix oder dem Raum innerhalb der inneren Membran eine niedrigere Konzentration an Protonen gibt. Die Zelle erzeugt ATP, wenn Protonen ein Enzym namens ATP-Synthase passieren, das in der Membran eingebettet ist. Daher ist die Nährstoffoxidation oder Nährstoffverbrennung mit der ATP-Synthese gekoppelt.

„Alles, was den PMF senkt, hat also das Potenzial, die Atmung zu steigern. Mitochondriale Entkoppler sind kleine Moleküle, die zu den Mitochondrien gelangen, um den Zellen zu helfen, besser zu atmen. Tatsächlich verändern sie den Stoffwechsel in der Zelle, sodass wir mehr Kalorien verbrennen, ohne Sport zu treiben.“ " sagte Santos, ein angeschlossenes Mitglied des Fralin Life Sciences Institute und des Virginia Tech Center for Drug Discovery.

Mitochondriale Entkoppler transportieren Protonen in die Matrix, indem sie die ATP-Synthase umgehen, die den PMF abstößt. Um den Gradienten wiederherzustellen, müssen Protonen aus der mitochondrialen Matrix exportiert werden. Infolgedessen beginnt die Zelle, mehr Kraftstoff als nötig zu verbrennen.

Da diese Moleküle den Stoffwechsel einer Zelle verändern können, wollten die Forscher sicherstellen, dass das Medikament seine gewünschten Ziele erreicht und vor allem sicher ist. Durch eine Reihe von Mausstudien fanden die Forscher heraus, dass BAM15 selbst bei hohen Dosen weder toxisch ist, noch das Sättigungszentrum im Gehirn beeinflusst, das unserem Körper sagt, ob wir hungrig oder satt sind.

In der Vergangenheit forderten viele Anti-Fett-Medikamente Ihren Körper auf, mit dem Essen aufzuhören. Aber die Folge war, dass sich die Patienten erholten und mehr aßen. In den BAM15-Mausstudien fraßen die Tiere die gleiche Menge wie die Kontrollgruppe – und verloren trotzdem Fettmasse.

Eine weitere Nebenwirkung früherer mitochondrialer Entkoppler war eine erhöhte Körpertemperatur. Mithilfe einer Rektalsonde maßen die Forscher die Körpertemperatur von Mäusen, denen BAM15 verabreicht wurde. Sie fanden keine Veränderung der Körpertemperatur.

Es stellt sich jedoch ein Problem hinsichtlich der Halbwertszeit von BAM15. Die Halbwertszeit, also die Zeitspanne, in der ein Medikament noch wirksam ist, ist im Mausmodell relativ kurz. Bei oraler Gabe beim Menschen ist die optimale Halbwertszeit viel länger.

Auch wenn BAM15 in Mausmodellen ein erhebliches Potenzial hat, wird das Medikament beim Menschen nicht unbedingt erfolgreich sein – zumindest nicht genau dieses Molekül.

„Wir suchen im Wesentlichen nach ungefähr der gleichen Art von Molekül, aber es muss länger im Körper bleiben, um eine Wirkung zu entfalten. Wir optimieren die chemische Struktur der Verbindung. Bisher haben wir mehrere hundert damit zusammenhängende Moleküle hergestellt.“ ", sagte Santos.

Das vorletzte Ziel des Santos-Labors besteht darin, die Anti-Fett-Behandlung von Tiermodellen auf eine Behandlung von NASH beim Menschen umzustellen. Das Labor hat seine besseren Verbindungen in NASH-Tiermodellen eingesetzt, die sich bei Mäusen als wirksame Anti-NASH-Verbindungen erwiesen haben.

Neben Santos arbeitet Kyle Hoehn, Assistenzprofessor für Pharmakologie an der University of Virginia und außerordentlicher Professor für Biotechnologie und Biomolekularwissenschaften an der University of New South Wales in Australien. Hoehn ist Experte für Stoffwechselphysiologie und für die Durchführung der Tierstudien verantwortlich. Santos und Hoehn arbeiten bereits seit mehreren Jahren zusammen und haben sogar gemeinsam ein Biotech-Unternehmen gegründet.

Continuum Biosciences wurde 2017 von Santos und Hoehn gemeinsam gegründet und zielt darauf ab, die Art und Weise zu verbessern, wie unser Körper Kraftstoff verbrennt, und die Fähigkeit unseres Körpers zu bekämpfen, mit zunehmendem Alter überschüssige Nährstoffe zu speichern. Diese vielversprechenden NASH-Behandlungsverbindungen sind von ihrem Unternehmen lizenziert und von Virginia Tech patentiert.

Das Unternehmen möchte mitochondriale Entkoppler nicht nur gegen Fettleibigkeit und NASH einsetzen. Die Moleküle haben außerdem eine einzigartige Anti-Sauerstoff-Wirkung, die die Ansammlung reaktiver Sauerstoffspezies oder oxidativen Stress in unserem Körper minimieren kann, was letztendlich zu Neurodegeneration und Alterung führt.

„Wenn man nur das Altern minimiert, könnte man das Risiko der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit minimieren. Alle diese mit reaktiven Sauerstoffspezies oder Entzündungen in Zusammenhang stehenden Krankheiten könnten von mitochondrialen Entkopplern profitieren. Wir könnten uns diese Richtung also so vorstellen“, sagte er Santos.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation im Mai 2020. 



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