• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.12.2022
Василий Парфенов
1 131

Молекулярный транспорт для лекарств сам оказался средством от ожирения

Наночастицы из полиамидоаминов P-G3 давно изучаются в качестве средства доставки лекарственных препаратов до определенных тканей и клеток. Именно для этого их и собирались применять в терапии ожирения — как транспорт для молекул, которые могут быть опасными при воздействии на весь организм. В ходе экспериментов на мышах и человеческих тканях выяснилось новое свойство P-G3: даже без полезной нагрузки наночастицы сами по себе крайне положительно влияют на жировые отложения.

Лекарство от ожирения
©ISTOCK, Georgejason

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 клетов), 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.

Лекарство от ожирения
Сравнение массы тела мышей с ожирением из контрольной группы и тех, что получили P-G3 / ©Wan, Q., Huang, B., Li, T. et al. Selective targeting of visceral adiposity by polycation nanomedicine. Nat. Nanotechnol. (2022). https://doi.org/10.1038/s41565-022-01249-3

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.

Лекарство от ожирения
Поздний ужин только усилил чувство голода на следующий деньОбщая 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 / ©Baoding Huang et al, Polycationic PAMAM ameliorates obesity-associated chronic inflammation and focal adiposity, Biomaterials (2022). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2022.121850

Помимо «чистого» P-G3 в серии экспериментов мыши получали PAMAM с человеческим сывороточным альбумином (HSA) для контроля высвобождения полезной нагрузки. Но непосредственно активные вещества к наночастицам не присоединялись. Возможность действия полиамидоаминов на человеческие клетки проверяли с помощью образцов тканей, эксперименты на живых людях пока в очень отдаленных планах. Но сама концепция крайне многообещающая: у подопытных животных пропали связанные с ожирением нарушения метаболизма, снизился объем висцерального жира и увеличился расход энергии организмом. Причем эффекты оказались долгосрочными. Введение P-G3 подкожно оказало аналогичное действие, только без глобального воздействия на метаболизм — подкожный жир не несет столь негативной нагрузки на организм.

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 18:53
Анна Новиковская

По мнению новозеландских исследователей, в случае ядерной зимы Новая Зеландия будет в числе четырех островных государств, которые смогут обеспечить себя продуктами питания.

Позавчера, 12:58
Алиса Гаджиева

В Северной Ирландии нашли неолитическое поселение возрастом не менее 5800 лет. Пока не ясно, почему люди обосновались именно там, но известно, что спустя тысячелетия за эти земли воевали могущественные королевства.

Вчера, 10:49
Даниил Сухинов

Хотя интуитивно люди склонны думать, что занятия музыкой полезны для их психического здоровья, научные исследования указывают на более сложную и неочевидную связь. В новой работе международная группа ученых обнаружила генетическую корреляцию между увлечением музыкой и психическим здоровьем на примере нескольких тысяч близнецов. Результаты исследования показывают, что у музыкально активных людей существенно повышен генетический риск развития депрессии и биполярного расстройства.

Позавчера, 07:30
Мария Азарова

Авторы нового исследования провели эксперимент почти с 70 собаками разных пород, чтобы узнать, как они реагируют на вой одного волка и целой стаи.

Позавчера, 12:58
Алиса Гаджиева

В Северной Ирландии нашли неолитическое поселение возрастом не менее 5800 лет. Пока не ясно, почему люди обосновались именно там, но известно, что спустя тысячелетия за эти земли воевали могущественные королевства.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: