Zwalczanie tłuszczu i stanów zapalnych: naukowcy opracowali nowe związki

Modyfikowane pochodne produktów naturalnych doprowadziły do znacznych postępów terapeutycznych i sukcesu komercyjnego w ostatnich latach. Mentol to naturalnie występujący cykliczny alkohol mentolowy występujący w różnych roślinach, zwłaszcza w roślinach z rodziny miętowatych, takich jak mięta pieprzowa i mięta zielona. Jest powszechnym składnikiem szerokiej gamy wyrobów cukierniczych, gum do żucia i produktów do pielęgnacji jamy ustnej. Co ciekawe, mentol ma również wysoką wartość leczniczą ze względu na swoje działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne i przeciwnowotworowe.

W niedawnym badaniu zespół naukowców pod kierownictwem profesora Gen-Ichiro Arimury z Wydziału Nauk Biologicznych i Technologii Uniwersytetu Naukowego w Tokio w Japonii opracował i zbadał estry mentylowe waliny (MV) i izoleucyny (MI), które są pochodnymi mentolu uzyskanymi przez zastąpienie jego grupy hydroksylowej odpowiednio waliną i izoleucyną.

Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Immunology.

Dzieląc się motywacją stojącą za obecną pracą, profesor Arimura powiedział: „Funkcjonalne składniki roślin, które przyczyniają się do zdrowia człowieka, zawsze mnie interesowały. Odkrycie nowych cząsteczek z materiałów naturalnych zainspirowało naszą grupę badawczą do opracowania tych aminokwasowych pochodnych mentolu”.

Naukowcy zaczęli od syntezy estrów mentylowych sześciu aminokwasów, charakteryzujących się mniej reaktywnymi łańcuchami bocznymi. Następnie ocenili właściwości tych estrów, wykorzystując badania in vitro na liniach komórkowych. Na koniec przeprowadzili eksperymenty na myszach, aby zbadać wpływ tych związków w wywołanych stanach chorobowych. Wyjątkowe profile przeciwzapalne MV i MI określono, oceniając poziomy transkrypcji czynnika martwicy nowotworu alfa (Tnf) w stymulowanych komórkach makrofagów.

Ku zaskoczeniu, zarówno MV, jak i MI przewyższyły mentol w teście przeciwzapalnym. Analiza sekwencjonowania RNA wykazała, że 18 genów zaangażowanych w reakcje zapalne i immunologiczne zostało skutecznie stłumionych.

Naukowcy poszli dalej i zbadali mechanizm działania estrów mentylowych. Odkryli, że receptor wątrobowy X (LXR), wewnątrzkomórkowy receptor jądrowy, odgrywa ważną rolę w działaniu przeciwzapalnym i jest niezależny od wrażliwego na zimno receptora przejściowego TRPM8, który wykrywa przede wszystkim mentol.

Zagłębiając się w zależną od LXR aktywację MV i MI, odkryli, że gen Scd1, kluczowy dla metabolizmu lipidów, został aktywowany przez LXR. Co więcej, u myszy z wywołanym zapaleniem jelita grubego, działanie przeciwzapalne zostało dodatkowo potwierdzone przez supresję poziomów transkrypcyjnych genów Tnf i Il6 przez MV lub MI w sposób zależny od LXR.

Zainspirowani odkryciem wewnątrzkomórkowej mechaniki LXR-SCD1, profesor Arimura i jego zespół wysunęli hipotezę, że estry mentylowe mają właściwości przeciwotyłościowe. Odkryli, że te estry hamują adipogenezę, gromadzenie się tłuszczu, szczególnie na etapie mitotycznej ekspansji klonicznej w komórkach adipocytów 3T3-L1. W badaniach na zwierzętach otyłość wywołana dietą u myszy została złagodzona, a adipogeneza została stłumiona.

Estry mentylowe mają wyjątkowe zalety w porównaniu z innymi związkami przeciwzapalnymi lub przeciw otyłości, które są obecnie badane lub stosowane. Ich specyficzne mechanizmy działania, które przyczyniają się do ich podwójnego działania przeciwzapalnego i przeciw otyłości, odróżniają je od innych związków i mogą sprawić, że będą szczególnie skuteczne w leczeniu zarówno stanów zapalnych, jak i zaburzeń metabolicznych. Mogą być przydatne dla niektórych populacji, takich jak osoby z przewlekłymi chorobami zapalnymi, zespołem metabolicznym lub powikłaniami związanymi z otyłością.

„Choć w tym badaniu skupiono się na ich funkcjach i mechanizmach działania w modelach chorób związanych ze stanem zapalnym i otyłością, spodziewamy się, że związki te będą również skuteczne w leczeniu szerokiego zakresu chorób związanych z zespołem metabolicznym, takich jak cukrzyca i nadciśnienie, a także objawów alergii” – optymistycznie zauważył profesor Arimura.

Podsumowując, badanie to podkreśla znaczenie i wartość wielofunkcyjnych cząsteczek pochodzących z substancji naturalnych. Przyszłe badania tych nowych i lepszych estrów mentylowych mogą doprowadzić do opracowania związków terapeutycznych w celu zwalczania narastających problemów zdrowotnych związanych z otyłością i stanami zapalnymi.