Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco odkryli, że zwykłe białe komórki tłuszczowe, które magazynują kalorie, mogą zostać przekształcone w beżowe komórki tłuszczowe, które spalają kalorie w celu utrzymania temperatury ciała.

Odkrycie na myszach może otworzyć drogę do opracowania nowej klasy leków odchudzających i wyjaśnić, dlaczego badania kliniczne podobnych terapii były nieudane.

Do tej pory naukowcy wierzyli, że tworzenie beżowego tłuszczu może wymagać rozpoczęcia od komórek macierzystych. Nowe badania opublikowane 1 lipca w czasopiśmie Journal of Clinical Investigation wykazały, że zwykłe białe komórki tłuszczowe mogą zostać przekształcone w beżowe komórki tłuszczowe po prostu przez ograniczenie produkcji określonego białka.

"Wielu uważało, że to nie jest wykonalne," powiedział Brian Feldman, MD, PhD, Walter L. Miller, MD, i wybitny profesor endokrynologii pediatrycznej oraz główny autor badania. "Pokazaliśmy nie tylko, że to podejście działa w przekształcaniu białych komórek tłuszczowych w beżowe, ale także, że bariera do osiągnięcia tego nie jest tak wysoka, jak myśleliśmy."

Mikroskopowy obraz zwykłego białego tłuszczu, który jest przezroczysty.
Zwykły biały tłuszcz, który jest powszechny i magazynuje kalorie, aby utrzymać rezerwy energetyczne organizmu. Zdjęcie autorstwa Lianga Li.

Mikroskopowy obraz zwykłego białego tłuszczu, który jest przezroczysty, oraz kieszeni beżowych komórek tłuszczowych, które są beżowe.
Biały tłuszcz bez białka KLF-15, zawierający małe plamki beżowych komórek tłuszczowych, które spalają kalorie (pokazane powyżej w beżowych obszarach w czarnym kręgu). Zdjęcie autorstwa Lianga Li.

Transformacja tłuszczu
Wiele ssaków ma trzy "odcienie" komórek tłuszczowych: białe, brązowe i beżowe. Biały tłuszcz służy jako rezerwy energetyczne organizmu, podczas gdy brązowe komórki tłuszczowe spalają energię, aby uwolnić ciepło, co pomaga w utrzymaniu temperatury ciała.

Beżowe komórki tłuszczowe łączą te cechy. Spalają energię, a w przeciwieństwie do brązowych komórek tłuszczowych, które rosną w grupach, beżowe komórki tłuszczowe są osadzone w białych złogach tłuszczu.

Ludzie i wiele innych ssaków rodzi się z brązowymi złogami tłuszczu, które pomagają utrzymać temperaturę ciała po urodzeniu. Jednak podczas gdy brązowy tłuszcz u ludzkich niemowląt znika w pierwszym roku życia, beżowy tłuszcz pozostaje.

Ludzie mogą naturalnie przekształcać białe komórki tłuszczowe w beżowe w odpowiedzi na dietę lub zimne otoczenie. Naukowcy próbowali naśladować ten proces, zachęcając komórki macierzyste do stania się dojrzałymi beżowymi komórkami tłuszczowymi.

Ale komórki macierzyste są rzadkie, a Feldman chciał znaleźć przełącznik, który można włączyć, aby bezpośrednio przekształcić białe komórki tłuszczowe w beżowe.

"Dla większości z nas biały tłuszcz nie jest rzadki i chętnie pozbylibyśmy się części z niego," powiedział Feldman.

Myszy i ludzie
Feldman wiedział z wcześniejszych eksperymentów, że białko zwane KLF-15 odgrywa rolę w metabolizmie i funkcji komórek tłuszczowych.

Wraz z doktorantem Liangiem Li, PhD, Feldman postanowił zbadać, jak białko działa u myszy, które zachowują brązowy tłuszcz przez całe życie. Odkryli, że KLF-15 jest znacznie mniej obecny w białych komórkach tłuszczowych niż w brązowych lub beżowych komórkach tłuszczowych.

Kiedy następnie hodowali myszy z białymi komórkami tłuszczowymi, które nie miały KLF-15, myszy przekształciły je z białych w beżowe. Nie tylko komórki tłuszczowe mogły przejść z jednej formy w drugą, ale bez białka stan domyślny wydawał się być beżowy.

Naukowcy następnie zbadali, jak KLF-15 wywiera ten wpływ. Hodowali ludzkie komórki tłuszczowe i odkryli, że białko kontroluje ilość receptora zwanego Adrb1, który pomaga utrzymać równowagę energetyczną.

Naukowcy wiedzieli, że stymulacja pokrewnego receptora, Adrb3, powoduje utratę masy ciała u myszy. Jednak ludzkie badania nad lekami działającymi na ten receptor przyniosły rozczarowujące wyniki.

Inny lek celujący w receptor Adrb1 u ludzi ma większe szanse na powodzenie, według Feldmana, i mógłby mieć znaczące zalety w porównaniu z nowymi, wstrzykiwanymi lekami odchudzającymi, które celują w apetyt i poziom cukru we krwi.

Mógłby uniknąć skutków ubocznych, takich jak nudności, ponieważ jego aktywność byłaby ograniczona do złogów tłuszczu, zamiast wpływać na mózg. A efekty byłyby długotrwałe, ponieważ komórki tłuszczowe żyją stosunkowo długo.

"Jeszcze nie osiągnęliśmy celu, ale jesteśmy wystarczająco blisko, aby wyraźnie zobaczyć, jak te odkrycia mogą mieć duży wpływ na leczenie otyłości," powiedział.

Źródło: University of California