Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Αγγλίας και το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ έκαναν μια σημαντική ανακάλυψη στον αγώνα εύρεσης θεραπειών για την παχυσαρκία και συναφείς ασθένειες, όπως ο διαβήτης τύπου 2.
H μελέτη είναι η πρώτη που αποκαλύπτει τη μοριακή δομή μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται «Αποσύζευξη πρωτεΐνης 1» (UCP1). Αυτή η πρωτεΐνη επιτρέπει στον καφέ λιπώδη ιστό, ή στο «καλό λίπος», να καίει θερμίδες δημιουργώντας θερμότητα -το λευκό λίπος αποθηκεύει τις θερμίδες με τη μορφή τριγλυκεριδίων.
Η ερευνητική ομάδα λέει ότι τα ευρήματα παρέχουν κρίσιμες μοριακές λεπτομέρειες που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη θεραπευτικών ουσιών οι οποίες ενεργοποιούν τεχνητά την UCP1 για να κάψουν τις υπερβολικές θερμίδες που λαμβάνονται μέσω υπερβολικής κατανάλωσης λίπους και ζάχαρης. Αυτό θα μπορούσε μια μέρα να καταπολεμήσει την παχυσαρκία και τις σχετικές ασθένειες, όπως ο διαβήτης τύπου 2.
Ο Δρ. Paul Crichton, από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Αγγλίας στο Norwich, είπε: «Εκτός από το συμβατικό λευκό λίπος που όλοι γνωρίζουμε, μπορούμε επίσης να αναπτύξουμε καφέ λίπος. Το καφέ λίπος είναι το καλό λίπος -διασπά το σάκχαρο του αίματος και τα μόρια του λίπους για να δημιουργήσει θερμότητα και να βοηθήσει στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος. Το μεγαλύτερο μέρος του λίπους μας, ωστόσο, είναι λευκό λίπος, το οποίο αποθηκεύει ενέργεια, και το πολύ λευκό λίπος σημαίνει παχυσαρκία. Η UCP1 είναι η βασική πρωτεΐνη που επιτρέπει στο εξειδικευμένο καφέ λίπος να καίει τις θερμίδες προκαλώντας θερμότητα. Γνωρίζουμε ότι τα θηλαστικά ενεργοποιούν τη δραστηριότητα της UCP1 στον καφέ λιπώδη ιστό για να προστατευτούν από το κρύο και να διατηρήσουν τη θερμοκρασία του σώματος -ειδικά στα νεογέννητα, που δεν μπορούν ακόμη να ενεργοποιήσουν το ρίγος για να ζεσταθούν».
Το καφέ λίπος ποικίλλει στους ανθρώπους και σχετίζεται με το βάρος στον πληθυσμό. Υπήρξε μεγάλο ενδιαφέρον για το πώς θα αυξηθεί το καφέ λίπος και να ενεργοποιηθεί η UCP1 θεραπευτικά, ως ένας πιθανός τρόπος αντιμετώπισης της παχυσαρκίας.
Η έρευνα έχει επικεντρωθεί στην εύρεση τρόπων που ενθαρρύνουν τη μετατροπή του λευκού λίπους σε καφέ -προκειμένου να καίγονται περισσότερες θερμίδες. Αλλά ακόμη και με περισσότερο καφέ λίπος, η UCP1 πρέπει να “ενεργοποιηθεί”. Και η έρευνα παρεμποδίστηκε από την έλλειψη λεπτομερειών σχετικά με τη μοριακή σύνθεση της UCP1. Παρά τα 40 χρόνια έρευνας, αυτό δεν είχε γίνει για την UCP1.
Χρησιμοποιώντας το Krios G3i, ένα κρυογονικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο στο Κέντρο Νανοτεχνολογίας Penn Singh, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να δει την UCP1 σε ατομική λεπτομέρεια.
Ο επικεφαλής ερευνητής, καθηγητής Edmund Kunji, από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, δήλωσε: «Η εργασία μας αποκαλύπτει, για πρώτη φορά, τη δομή της UCP1 σε ατομική λεπτομέρεια και το πώς η δραστηριότητά της στα καφέ λιποκύτταρα αναστέλλεται από ένα βασικό ρυθμιστικό μόριο. Η εργασία μας δείχνει ότι ένας ρυθμιστής συνδέεται για να αποτρέψει τη δραστηριότητα της UCP1, αλλά το πιο σημαντικό, η δομή θα επιτρέψει στους επιστήμονες να εξορθολογίσουν τον τρόπο με τον οποίο τα μόρια ενεργοποίησης συνδέονται για να ενεργοποιήσουν την πρωτεΐνη, οδηγώντας στην καύση λίπους. Ο ενεργοποιημένος ιστός μπορεί επίσης να αφαιρέσει τη γλυκόζη από το αίμα, και αυτό να βοηθήσει στον έλεγχο του διαβήτη τύπου 2. Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη σε αυτόν τον τομέα».
«Πρόκειται για μια συναρπαστική εξέλιξη που ακολουθεί περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες έρευνας για το πώς μοιάζει και λειτουργεί η UCP1», δήλωσε η Vera Moiseenkova-Bell, αναπληρώτρια καθηγήτρια Φαρμακολογίας και διευθύντρια σχολής του Beckman Center for Cryo-Electron Microscopy.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό στο Science Advances.
Περισσότερες πληροφορίες: Scott Jones et al, Structural basis of purine nucleotide inhibition of human uncoupling protein 1, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh4251. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh4251.
