Положительно заряженные наноматериалы лечат ожирение в любом месте
Исследователи из Колумбийского университета обнаружили, что заряженный катионами P-G3 уменьшает жир в определенных местах, подавляя нездоровое накопление липидов в увеличенных жировых клетках.
Долгое время ученые работали над тем, как лечить ожирение — серьезное заболевание, которое может привести к диабету, гипертонии, хроническим воспалениям и сердечно-сосудистым заболеваниям. Исследования также выявили сильную корреляцию между ожирением и раком. На самом деле, последние данные показывают, что курение, употребление алкоголя и ожирение являются основными причинами рака во всем мире.
Развитие жировых клеток, которые производятся из крошечного фибробластоподобного предшественника, не только активирует специфические гены жировых клеток, но и увеличивает их за счет накопления большего количества липидов (адипоцитов и жировой ткани). Фактически, запасание липидов является определяющей функцией жировой клетки. Но хранение слишком большого количества липидов может сделать жировые клетки нездоровыми и привести к ожирению.
Проблемы в нацеливании на жировые клетки
Для многих людей возможность нацеливаться на жировые клетки и безопасно отделять нездоровое образование жира от здорового жирового обмена было бы мечтой. Основная проблема в лечении ожирения заключается в том, что жировая ткань не является непрерывной в организме, а находится по частям в «депо». Кроме того, было трудно нацеливаться на конкретное депо, точно определяя местоположение.
Есть два основных вида жира. Висцеральный жир — это внутренняя ткань, окружающая желудок, печень и кишечник. Подкожный жир находится под кожей в любом месте тела. Из-за висцерального жира образуются большие животы, в то время как подкожный жир может создавать выпуклости на подбородке, жир на руках и т. д. На сегодняшний день не существует способа специально лечить висцеральную жировую ткань. Кроме того, современные методы лечения подкожного жира, такие как липосакция, являются инвазивными и разрушительными.
Новые исследования используют катионные наноматериалы для борьбы с жиром
Два новых исследования ученых из Columbia Engineering и Медицинского центра Ирвинга при Колумбийском университете (CUIMC) могут дать ответ на вопрос о целенаправленном и здоровом воздействии на жировые клетки. Документы демонстрируют новый метод лечения ожирения с использованием катионных наноматериалов, которые могут воздействовать на определенные области жира и препятствовать нездоровому накоплению увеличенных жировых клеток. Материалы реконструируют жир, а не разрушают его, как это делает, например, липосакция.
Первая статья, опубликованная 1 декабря в журнале Nature Nanotechnology, посвящена висцеральному ожирению, или жиру на животе. Вторая статья, опубликованная 28 ноября в журнале Biomaterials, посвящена подкожному жиру, а также хроническому воспалению, связанному с ожирением.
Группа исследователей под руководством Ли Цяна, адъюнкт-профессора патологии и клеточной биологии в CUIMC, и Кама Леонга, профессора биомедицинской инженерии и системной биологии Сэмюэля Ю. Шэна в CUIMC, признала, что жировая ткань содержит большое количество отрицательно заряженных внеклеточных матрикс (ECM) для удержания жировых клеток. Они думали, что эта отрицательно заряженная сеть внеклеточного матрикса может стать своего рода системой магистралей для положительно заряженных молекул. Поэтому они взяли положительно заряженный наноматериал, PAMAM поколения 3 (P-G3), и ввели его мышам с ожирением. P-G3 быстро распространился по ткани, и команда была рада, что их метод целенаправленного воздействия на висцеральный жир сработал.
Неожиданные результаты
И тут произошло нечто интригующее: P-G3 отключил программу накопления липидов в жировых клетках, и мыши похудели. Это было совершенно неожиданно, учитывая хорошо зарекомендовавшую себя функцию P-G3 по нейтрализации отрицательно заряженных патогенов, таких как остатки клеток ДНК/РНК, для облегчения воспаления.
«Наш подход уникален — он отличается от фармакологического или хирургического подходов», — говорит Цян, специализирующийся на ожирении и биологии адипоцитов. «Мы использовали катионный заряд для омоложения здоровых жировых клеток, метод, который никто никогда не использовал для лечения ожирения. Я думаю, что эта новая стратегия откроет путь к более здоровому и безопасному снижению веса».
P-G3 помогает формированию новых жировых клеток, а также ингибирует нездоровое накопление липидов в увеличенных жировых клетках.
В этих двух исследованиях исследователи обнаружили, что катионный материал, P-G3, может творить интригу с жировыми клетками — помогая формированию новых жировых клеток, он также отделяет накопление липидов от хозяйственных функций жировых клеток. И поскольку он подавляет нездоровое накопление липидов в увеличенных жировых клетках, у мышей было больше метаболически здоровых, молодых, маленьких жировых клеток, таких как у новорожденных и спортсменов. Исследователи обнаружили, что эта разобщающая функция P-G3 также сохраняется в биоптатах человеческого жира, что указывает на возможность трансляции у людей.
«С P-G3 жировые клетки все еще могут быть жировыми клетками, но они не могут расти», — сказал Леонг, пионер в использовании поликатионов для очистки от патогенов. «Наши исследования подчеркивают неожиданную стратегию лечения висцерального ожирения и предлагают новое направление изучения катионных наноматериалов для лечения метаболических заболеваний».
Новые приложения для доставки лекарств, генной терапии и эстетики
Теперь, когда они могут выборочно нацеливаться на висцеральный жир, Леонг и Цян предполагают несколько приложений. Исследование Biomaterials демонстрирует простой подход, который можно использовать в эстетических целях; как и ботокс, P-G3 можно вводить локально в определенные подкожные жировые отложения. Исследователи, у которых есть заявки на патенты, в настоящее время превращают P-G3 в различные производные для повышения эффективности, безопасности и специфичности депо.
Что особенно волнует исследователей, так это превращение P-G3 в платформу, которая может доставлять лекарства и генную терапию конкретно в данное жировое депо. Это может перепрофилировать многие лекарства из соображений системной безопасности, таких как тиазолидиндионы (TZD), сильнодействующие, но небезопасные препараты, которые являются сильными модуляторами жира и используются для лечения диабета 2 типа, но они связаны с сердечной недостаточностью и запрещены в нескольких странах. .
«Мы очень рады узнать, что катионный заряд — это секрет воздействия на жировую ткань», — сказал Цян. «Теперь мы можем уменьшать жир в зависимости от депо — где угодно — и безопасным способом, не разрушая жировые клетки. Это большой прогресс в лечении ожирения».
Использованная литература:
«Избирательное воздействие на висцеральное ожирение с помощью поликатионной наномедицины» Цяньфен Ван, Баодин Хуан, Тяньюй Ли, Ян Сяо, Ин Хе, Вен Ду, Бранден З. Ван, Грегори Ф. Дакин, Майкл Розенбаум, Маркус Д. Гонсалвес, Шуйбин Чен, Кам В. Леонг и Ли Цян, 1 декабря 2022 г., Nature Nanotechnology.
DOI: 10.1038/s41565-022-01249-3
No comments:
Post a Comment