Badanie ujawnia, w jaki sposób lek na cukrzycę sprzyja zdrowemu starzeniu się
Lekarze często przepisują metforminę, aby pomóc osobom z cukrzycą typu 2 obniżyć poziom cukru we krwi. Lek zwiększa wrażliwość na insulinę poprzez wpływ na metabolizm glukozy.
Jednak chociaż istnieją wyraźne dowody na skuteczność metforminy, naukowcy nie do końca rozumieją, w jaki sposób oddziałuje ona z komórkami i tkankami na poziomie molekularnym.
Teraz nowy Raporty komórkowe badanie zmapowało aktywność metforminy w wątrobie i przyniosło kilka zaskakujących wyników.
Korzystając z kultur komórkowych i myszy, naukowcy zidentyfikowali liczne przełączniki biochemiczne służące do włączania i wyłączania różnych procesów komórkowych i molekularnych.
Odkrycia rzuciły światło nie tylko na mechanizm kontroli glukozy przez metforminę, ale także na zaskakującą liczbę innych reakcji i szlaków.
Naukowcy sugerują na przykład, że nowe odkrycia mogą pomóc wyjaśnić ostatnie odkrycia dotyczące widocznej zdolności metforminy do promowania zdrowego starzenia się.
Trwają już badania kliniczne na dużą skalę metforminy w celu sprawdzenia skuteczności leku w wydłużaniu życia i zdrowia - to znaczy odsetka długości życia osoby, które spędzają w dobrym zdrowiu. Jednak podstawowa biochemia pozostaje niejasna.
Nad badaniem pracowały zespoły z trzech ośrodków badawczych: Salk Institute for Biological Studies, Scripps Research Institute - oba w La Jolla w Kalifornii - oraz Weill Cornell Medical College w Nowym Jorku.
„Te wyniki” - mówi Reuben J. Shaw, jeden z autorów korespondentów badania - „dają nam nowe możliwości do zbadania, w jaki sposób metformina działa jako lek na cukrzycę, wraz z jej wpływami na zdrowie”.
„Są to ścieżki, których ani my, ani nikt inny by sobie nie wyobrażali” - dodaje.
Shaw jest profesorem biologii molekularnej i komórkowej w Salk Institute i dyrektorem Salk Cancer Center.
Stary lek o wielu potencjalnych zastosowaniach
Ludzie po raz pierwszy zaczęli stosować metforminę jako lek obniżający poziom glukozy ponad 60 lat temu. Badacze wykazali, że leczenie zmniejsza przedwczesne zgony wśród osób z cukrzycą typu 2.
Niedawno naukowcy odkryli, że metformina może być skuteczna w wielu innych stanach, w tym w otyłości, raku, zespole metabolicznym, zespole policystycznych jajników i niealkoholowej stłuszczeniowej chorobie wątroby.
Inne niedawne badania sugerują również, że metformina może mieć działanie przeciwstarzeniowe i zdolność ochrony kości, zwłaszcza we wczesnych fazach reumatoidalnego zapalenia stawów.
Aż do nowych badań wiedza naukowców na temat biochemicznych skutków metforminy ograniczała się do wiedzy, że lek aktywuje szlak sygnałowy zwany AMPK. Ten szlak odgrywa kluczową rolę w równoważeniu poziomów energii w komórkach.
Prof. Shaw odkrył również, że gdy poziom składników odżywczych jest niski, szlak AMPK hamuje wzrost komórek i zmienia metabolizm. Naukowcy zaobserwowali ten efekt w przypadku raka. Wiedząc o tym, prof. Shaw i współpracownicy zaczęli się zastanawiać, czy metformina może działać również innymi drogami.
Nowe ścieżki mogą wyjaśniać działanie przeciwstarzeniowe
W nowym badaniu zespoły wykorzystały „platformę proteomiki ilościowej” do przesiewu kinaz. Są to białka sygnalizacyjne, które mogą włączać i wyłączać procesy komórkowe.
Naukowcy odkryli setki kinaz, których aktywność przełączania szybko reaguje na metforminę, co może mieć potencjalny wpływ na zdrowe starzenie się. Wiele szlaków sygnałowych działa niezależnie od AMPK.
Naukowcy zdawali sobie już sprawę z dwóch szlaków - kinazy białkowej D i MAPKAPK2 - i że dotyczą one stresu komórkowego. To mogłoby wyjaśniać związek ze zdrowym starzeniem się i jego wpływem na wydłużanie życia i zdrowie.
Nowe odkrycia sugerują, że korzyści metforminy dla zdrowego starzenia się mogą wynikać z jej interakcji z kinazą białkową D i MAPKAPK2.
„Nigdy nie wyobrażaliśmy sobie, że te dwie kinazy mogą mieć cokolwiek wspólnego z metforminą” - zauważa prof. Shaw.
Naukowcy zidentyfikowali również nowe cele i mechanizmy komórkowe kontrolowane przez szlak AMPK, które mogą mieć również kluczowe znaczenie dla sukcesu metforminy.
Zespoły planują kontynuować badanie nowych ścieżek sygnalizacyjnych, aby pogłębić wiedzę na temat wielu skutków działania metforminy.
Chcą się dowiedzieć, w jaki sposób wszyscy ludzie, nie tylko chorzy na cukrzycę typu 2, mogą skorzystać na metforminie i które cele mogą być zaangażowane.
„Wyniki poszerzają naszą wiedzę na temat tego, w jaki sposób metformina wywołuje łagodny stres, który wyzwala czujniki w celu przywrócenia równowagi metabolicznej, wyjaśniając niektóre z wcześniej zgłoszonych korzyści, takie jak przedłużone zdrowe starzenie się organizmów modelowych przyjmujących metforminę”.
Prof. Reuben J. Shaw
