Дослідник розробляє метод профілактики, навіть зворотного ожиріння

Ожиріння є зростаючою проблемою в США. За останніми оцінками Національного інституту охорони здоров’я (NIH), більше третини дорослих американців страждають ожирінням, і цей показник стабільно зростає протягом десятиліть.

Але нові дослідження Техаського технічного університету можуть змінити цю тенденцію.

Доктор Шу Ван, доцент Техаського технічного відділу харчових наук, знайшла спосіб, заснований на нанотехнологіях, для запобігання ожирінню ожиріння і навіть його відміни - і вона прагне зробити його доступним у більш широкому масштабі.

Наука про жир

З наукової точки зору ожиріння характеризується збільшенням жирової тканини - того, що більшість людей називає жиром. Ссавці, включаючи людей, мають у своєму тілі два різні типи жирової тканини. Біла жирова тканина або білий жир - це місце, де зберігається енергія; коричнева жирова тканина, або коричневий жир, відіграє важливу роль у виробництві тепла в організмі завдяки спалюванню жиру (витрати енергії). Оскільки всі ці функції життєво необхідні для виживання, жирова тканина є важливою частиною будь-якого організму. Однак, коли людина росте від дитини до дорослого, коричнева жирова тканина в організмі поступово зникає або втрачає активність, і тоді проблема виникає, коли в організмі накопичується занадто багато білого жиру.

Жирова тканина складається з адипоцитів, які є спеціальними клітинами, призначеними для накопичення жиру.

"На відміну від білих адипоцитів, які накопичують жир, коричневі або бежеві адипоцити вважаються" метаболічною раковиною "жиру, глюкози та інших метаболітів", - сказав Ван. "Бежеві адипоцити можуть поглинати та спалювати надмірну кількість глюкози та жиру для виділення тепла; отже, вони є перспективними мішенями для лікування ожиріння та пов'язаних з цим метаболічних порушень, включаючи резистентність до інсуліну, дисліпідемію та серцево-судинні захворювання".

Дослідження доставки ресвератролу

Попередні дослідження ресвератролу, поживної речовини, яка зазвичай міститься в шкірці червоного винограду та різноманітних ягід, показали, що він може збільшити утворення коричневих і бежевих адипоцитів - можливо, трансформується з жирових стромальних клітин (ASC) у білий жир - і, отже, може мати ефект у боротьбі з ожирінням шляхом посилення спалювання жиру. Проблема, однак, полягає в тому, що ресвератрол було дуже важко доставити в білий жир, який він повинен орієнтувати. Ресвератрол погано розчиняється у воді або рідині тіла і сильно піддається хімічним змінам у печінці, тому пероральне введення було недоцільним.

Таким чином, озброївшись чотирирічним грантом Національного центру додаткового та інтегративного здоров’я NIH, лабораторія харчування та наномедицини Ванга вивчила, як найкраще доставляти ресвератрол безпосередньо в АСК у білому жирі, сприяючи їх перетворенню в бежеві клітини.

За підтримки гранту NIH Ван та аспірант Юцзяо Цзу з Департаменту харчових наук, Чжаоян Фан з Департаменту електротехніки та обчислювальної техніки та Лін Чжао в Університеті Теннессі винайшли біосумісні та біологічно розкладаються наночастинки, які могли б укласти ресвератрол, збільшуючи його здатності розчинятися. Ця система наночастинок може доставляти ресвератрол безпосередньо в АСК всередині білого жиру і перетворювати їх у бежеві адипоцити та інші типи клітин.

"За подразниками ASC можна диференціювати на бежеві адипоцити", - сказала Ван. "Ми прагнемо викликати цю трансформацію в підшкірній білій жировій тканині для лікування ожиріння та пов'язаних із ожирінням метаболічних розладів, включаючи резистентність до інсуліну та гіперліпідемію".

У своїх дослідженнях на тваринах шляхом внутрішньовенних ін’єкцій ці наночастинки націлювали доставку ресвератролу до АСК у підшкірному білому жирі - жирному жирі під шкірою - і призвели до значного побуріння білого жиру. Це призвело до зменшення підшкірного жиру на 40 відсотків та зменшення вісцерального жиру, що знаходиться всередині живота, на 50 відсотків, а також поліпшення інсулінового балансу для підтримки глюкози в крові, покращення стабільності ліпідів та зменшення запалення лише через п’ять тижнів лікування.

"Перевершує будь-які сучасні підходи проти ожиріння"

Оскільки наночастинки біосумісні та біологічно розкладаються, вони виконують свою роботу з мінімальними побічними ефектами та мінімальними імунними реакціями. Це може зробити їх кращим варіантом лікування ожиріння, ніж наявні на даний момент.

"Сучасна терапія проти ожиріння включає фармакотерапію та хірургію для схуднення", - сказала Ван. "Останній має високу ефективність, але є найбільш інвазивною та дорогою терапією. Сучасна фармакотерапія використовує перорально введені препарати".

Перорально введені препарати, більшість з яких пригнічують апетит, мають найвищу відповідність, пояснив Ван, але вони мають великі проблеми. Перорально введені препарати непросто орієнтувати на певну ділянку тіла, і вони часто супроводжуються побічними ефектами та високим рівнем токсичності.

"Більшість з цих препаратів мають серйозні побічні серцево-судинні та психіатричні ефекти, і при припиненні прийому препаратів може статися рецидив ожиріння", - сказала Ван. "Фармакотерапія для збільшення витрат енергії та ефективних шляхів доставки, придатних для боротьби з ожирінням, дуже необхідні".

Крім того, навіть для здорових людей існують потужні ринкові сили, що пропонують продукти для простого управління вагою або технології схуднення тіла.

"Ми працюємо над доставкою засобів для боротьби з ожирінням до підшкірних АСК, що може призвести до набагато вищої ефективності проти ожиріння та зниження побічних ефектів. Значні ефекти можуть перевершувати будь-які сучасні підходи до ожиріння, але нам потрібно додатково перевірити та підтвердити ці результати ".

Тож саме цим займається команда Ванга. Ван, Фан і Чжао - разом із головою з питань харчування Нікхілом Дхурандхаром та доцентом Джоном Доусоном - отримали новий грант NIH для вивчення ефектів підрум'янення білого жиру за допомогою наночастинок, спрямованих на АСК, на діабет 2 типу. Американська асоціація серця щойно нагородила Ванга та Пітера Кейла, доцента біологічних наук, дворічним грантом на дослідження наслідків побуріння білого жиру за допомогою наночастинок, націлених на ASC, на атеросклероз та метаболізм ліпідів.

Завдяки патенту на систему доставки наночастинок, Ванг розглядає майбутні можливості комерціалізації, щоб зробити її більш доступною для лікарів. Вона хотіла б, щоб це стало широко застосовуваним методом лікування ожиріння.