Zwalcz tłuszcz i stany zapalne: naukowcy opracowali nowe związki

Zmodyfikowane pochodne produktów naturalnych doprowadziły w ostatnich latach do znacznych postępów terapeutycznych i sukcesu komercyjnego. Mentol to naturalnie występujący cykliczny alkohol mentolowy występujący w różnych roślinach, zwłaszcza w roślinach z rodziny miętowych, takich jak mięta pieprzowa i mięta zielona. Jest częstym 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 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 otrzymywanymi przez zastąpienie jego grupy hydroksylowej odpowiednio waliną i izoleucyną.

Wyniki ich opublikowano w czasopiśmie Immunology.

Dzieląc się motywacją stojącą za tą pracą, profesor Arimura powiedział: „Zawsze interesowały mnie funkcjonalne składniki roślin, które przyczyniają się do zdrowia człowieka. Odkrycie nowych cząsteczek w materiałach naturalnych zainspirowało nasz zespół badawczy do opracowania pochodnych aminokwasów mentolowych.”

Naukowcy rozpoczęli od syntezy estrów mentylowych sześciu aminokwasów charakteryzujących się mniej reaktywnymi łańcuchami bocznymi. Następnie ocenili właściwości tych estrów, stosując badania in vitro na liniach komórkowych. Na koniec przeprowadzili eksperymenty na myszach, aby zbadać wpływ tych związków na wywołane stany chorobowe. Wyjątkowe profile przeciwzapalne MV i MI określono poprzez ocenę poziomu transkrypcji czynnika martwicy nowotworu α (Tnf) w stymulowanych komórkach makrofagów.

Co zaskakujące, zarówno MV, jak i MI uzyskały lepsze wyniki w teście przeciwzapalnym niż mentol. Analiza sekwencjonowania RNA wykazała, że 18 genów biorących udział w odpowiedziach zapalnych i immunologicznych zostało skutecznie stłumionych.

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

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

Kierując się odkryciem wewnątrzkomórkowej mechaniki LXR-SCD1, profesor Arimura i jego zespół postawili hipotezę, że estry mentylu mają właściwości przeciw otyłości. Odkryli, że estry te hamują adipogenezę, czyli gromadzenie się tłuszczu, zwłaszcza na etapie mitotycznej ekspansji klonicznej w komórkach adipocytów 3T3-L1. W badaniach na zwierzętach wykazano, że otyłość wywołana dietą u myszy została złagodzona, a adipogeneza została zahamowana.

Estry mentylowe mają wyjątkowe zalety w porównaniu z innymi obecnie badanymi lub stosowanymi związkami przeciwzapalnymi lub przeciw otyłości. Ich specyficzne mechanizmy działania, które przyczyniają się do ich podwójnego działania przeciwzapalnego i przeciw otyłości, odróżniają je od innych związków i mogą czynić je szczególnie skutecznymi w leczeniu zarówno stanów zapalnych, jak i zaburzeń metabolicznych. Mogą być korzystne dla niektórych populacji, na przykład osób z przewlekłymi chorobami zapalnymi, zespołem metabolicznym lub powikłaniami związanymi z otyłością.

„Chociaż 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 objawy alergiczne” – optymistycznie stwierdził profesor Arimura.

Podsumowując, badanie to podkreśla znaczenie i wartość wielofunkcyjnych cząsteczek pochodzących z substancji naturalnych. Przyszłe badania nad tymi nowymi i lepszymi estrami mentylowymi mogą doprowadzić do opracowania związków terapeutycznych do zwalczania rosnących problemów zdrowotnych związanych z otyłością i stanami zapalnymi.