Исследование показывает, как лекарство от диабета способствует здоровому старению
Врачи обычно назначают метформин, чтобы помочь людям с диабетом 2 типа снизить уровень сахара в крови. Препарат повышает чувствительность к инсулину за счет воздействия на метаболизм глюкозы.
Однако, хотя есть явные доказательства эффективности метформина, ученые не до конца понимают, как он взаимодействует с клетками и тканями на молекулярном уровне.
Теперь новый Отчеты по ячейкам Исследование картировало активность метформина в печени и дало некоторые неожиданные результаты.
Используя культуры клеток и мышей, исследователи идентифицировали многочисленные биохимические переключатели для включения и выключения различных клеточных и молекулярных процессов.
Полученные данные проливают свет не только на механизм контроля глюкозы метформином, но и на удивительное количество других реакций и путей.
Исследователи предполагают, например, что новые результаты могут помочь объяснить недавние открытия об очевидной способности метформина способствовать здоровому старению.
Крупномасштабные клинические испытания метформина уже проводятся для проверки его эффективности в отношении увеличения продолжительности жизни и продолжительности здоровья, то есть той доли продолжительности жизни, которую человек проводит в хорошем состоянии. Однако лежащая в основе биохимия неясна.
Над исследованием работали команды из трех исследовательских центров: Института биологических исследований Солка, Исследовательского института Скриппса - оба в Ла-Хойя, Калифорния - и Медицинского колледжа Вейлла Корнелла в Нью-Йорке.
«Эти результаты, - говорит Рубен Дж. Шоу, один из авторов исследования, - предоставляют нам новые возможности для изучения, чтобы понять, как метформин работает как лекарство от диабета, а также его эффекты, продлевающие здоровье».
«Это пути, которые ни мы, ни кто-либо еще не могли себе представить», - добавляет он.
Шоу - профессор молекулярной и клеточной биологии в Институте Солка и директор Центра рака Солка.
Старый препарат с множеством потенциальных применений
Люди впервые начали использовать метформин как сахароснижающий препарат более 60 лет назад. Исследователи показали, что лечение снижает преждевременную смерть среди людей с диабетом 2 типа.
Совсем недавно ученые обнаружили, что метформин может быть эффективным при ряде других состояний, включая ожирение, рак, метаболический синдром, синдром поликистозных яичников и неалкогольную жировую болезнь печени.
Другое недавнее исследование также показало, что метформин может оказывать антивозрастное действие и способность защищать кости, особенно на ранних этапах ревматоидного артрита.
До нового исследования понимание ученых биохимических эффектов метформина ограничивалось знанием того, что препарат активирует сигнальный путь, называемый AMPK. Этот путь играет ключевую роль в балансировании уровней энергии в клетках.
Профессор Шоу также обнаружил, что при низком уровне питательных веществ путь AMPK сдерживает рост клеток и изменяет метаболизм. Исследователи наблюдали этот эффект при раке. Знание этого заставило профессора Шоу и его коллег задуматься, может ли метформин действовать другими путями.
Новые пути могут объяснить антивозрастные эффекты
Для нового исследования команды использовали «платформу количественной протеомики» для скрининга киназ. Это сигнальные белки, которые могут включать и выключать клеточные процессы.
Исследователи обнаружили сотни киназ, переключающая активность которых быстро реагирует на метформин с потенциальным влиянием на здоровое старение. Многие сигнальные пути работают независимо от AMPK.
Ученые уже знали о двух путях - протеинкиназе D и MAPKAPK2 - и о том, что они касаются клеточного стресса. Это могло бы объяснить связь со здоровым старением и влияние на увеличение продолжительности жизни и здоровья.
Новые результаты показывают, что преимущества метформина для здорового старения могут быть связаны с его взаимодействием с протеинкиназой D и MAPKAPK2.
«Мы никогда не думали, что эти две киназы имеют какое-либо отношение к метформину», - отмечает профессор Шоу.
Исследователи также определили новые мишени и клеточные механизмы, которые контролирует путь AMPK, которые также могут иметь решающее значение для успеха метформина.
Команды планируют продолжить изучение новых сигнальных путей, чтобы глубже понять многие эффекты метформина.
Они заинтересованы в том, чтобы выяснить, как все люди, а не только люди с диабетом 2 типа, могут получить пользу от метформина и какие цели могут быть задействованы.
«Результаты расширяют наше понимание того, как метформин вызывает умеренный стресс, который запускает сенсоры для восстановления метаболического баланса, объясняя некоторые из ранее описанных преимуществ, таких как длительное здоровое старение у модельных организмов, принимающих метформин».
Проф. Рубен Дж. Шоу
