Дослідження показує, як препарат від діабету сприяє здоровому старінню
Лікарі зазвичай призначають метформін, щоб допомогти людям із діабетом 2 типу знизити рівень цукру в крові. Препарат підвищує чутливість до інсуліну через його вплив на метаболізм глюкози.
Однак, хоча є чіткі докази ефективності метформіну, вчені не до кінця розуміють, як він взаємодіє з клітинами та тканинами на молекулярному рівні.
Тепер новий Звіти стільникових мереж Дослідження показало активність метформіну в печінці та дало кілька дивовижних результатів.
Використовуючи культури клітин та мишей, дослідники виявили численні біохімічні перемикачі для ввімкнення та вимкнення різних клітинних та молекулярних процесів.
Отримані дані проливають світло не тільки на механізм контролю глюкози метформіну, а й на дивовижну кількість інших реакцій та шляхів.
Наприклад, дослідники припускають, що нові висновки можуть допомогти пояснити останні відкриття про очевидну здатність метформіну сприяти здоровому старінню.
Уже проводяться широкомасштабні клінічні випробування метформіну, щоб перевірити ефективність препарату у продовженні тривалості життя та здоров’я - тобто частки тривалості життя людини, яку вона проводить у доброму здоров’ї. Однак основна біохімія була неясною.
Над дослідженням працювали групи трьох дослідницьких центрів: Інституту біологічних досліджень Солка, Науково-дослідного інституту Скріппса - як в Ла-Хойї, штат Каліфорнія, так і Медичного коледжу Вейла Корнелла в Нью-Йорку.
«Ці результати, - каже Рубен Дж. Шоу, один із авторів дослідження, - надають нам нові шляхи для вивчення, щоб зрозуміти, як метформін діє як препарат для лікування діабету, а також його наслідки для здоров’я».
"Це шляхи, яких не могли б уявити ні ми, ні хтось інший", - додає він.
Шоу - професор молекулярної та клітинної біології в Інституті Солка та директор Центру раку Солка.
Старий препарат із багатьма потенційними застосуваннями
Люди вперше почали використовувати метформін як засіб, що знижує рівень глюкози, більше 60 років тому. Дослідники показали, що лікування зменшує передчасну смерть серед людей з діабетом 2 типу.
Зовсім недавно вчені виявили, що метформін може бути ефективним при ряді інших станів, включаючи ожиріння, рак, метаболічний синдром, синдром полікістозу яєчників та неалкогольну жирову хворобу печінки.
Інші недавні дослідження також припустили, що метформін може мати противіковий ефект та здатність захищати кістки, особливо на ранніх стадіях ревматоїдного артриту.
До нового дослідження розуміння вченими біохімічних ефектів метформіну обмежувалось знанням того, що препарат активує сигнальний шлях, який називається AMPK. Цей шлях відіграє ключову роль у балансуванні рівня енергії в клітинах.
Професор Шоу також виявив, що коли рівень поживних речовин низький, шлях AMPK стримує ріст клітин і змінює метаболізм. Дослідники спостерігали цей ефект при раку. Знання цього призвело до того, що професор Шоу та його колеги замислювались, чи може метформін діяти також іншими шляхами.
Нові шляхи можуть пояснити ефекти старіння
Для нового дослідження групи використовували «кількісну протеомічну платформу» для скринінгу кіназ. Це сигнальні білки, які можуть вмикати та вимикати клітинні процеси.
Дослідники виявили сотні кіназ, активність яких перемикається швидко реагує на метформін з потенційним впливом на здорове старіння. Багато сигнальних шляхів працюють незалежно від AMPK.
Вчені вже знали про два шляхи - протеїнкіназу D і MAPKAPK2 - і про те, що вони стосуються клітинного стресу. Це може пояснити зв'язок із здоровим старінням та наслідки для продовження тривалості життя та здоров'я.
Нові висновки свідчать про те, що користь метформіну для здорового старіння може бути завдяки його взаємодії з протеїнкіназою D та MAPKAPK2.
"Ми ніколи не думали, що ці дві кінази мають щось спільне з метформіном", - зауважує професор Шоу.
Дослідники також визначили нові цілі та клітинні механізми, які контролює шлях AMPK, що також може мати вирішальне значення для успіху метформіну.
Команди планують продовжувати вивчати нові шляхи передачі сигналів, щоб поглибити своє розуміння багатьох ефектів метформіну.
Вони прагнуть з'ясувати, як всі люди, а не лише ті, хто страждає на діабет 2 типу, можуть отримати користь від метформіну та які цілі можуть бути задіяні.
"Результати розширюють наше розуміння того, як метформін викликає легкий стрес, який викликає сенсори для відновлення метаболічного балансу, пояснюючи деякі переваги, про які повідомлялося раніше, такі як тривале здорове старіння у модельних організмів, які приймають метформін".
Професор Рубен Дж. Шоу
