Výzkumníci odhalují molekulární klíč, který zabraňuje úbytku hnědého tuku s věkem

Jak tělo stárne, aktivita hnědé tukové tkáně klesá, dochází ke spalování méně kalorií, což může přispívat k obezitě a některým chronickým kardiovaskulárním onemocněním, které se s věkem zhoršují. Studie vedená univerzitou v Barceloně identifikovala klíčový molekulární mechanismus při ztrátě aktivity hnědého tuku během stárnutí. Studie otevírá nové perspektivy pro navrhování strategií ke zvýšení aktivity této tkáně a prevenci chronických metabolických a kardiovaskulárních onemocnění, jak populace stárne.

Práce publikovaná v časopise Vědecké pokrokyvede profesor Joan Villarroya z Fakulty biologie a Ústavu biomedicíny UB (IBUB) – sídlícího v Barcelonském vědeckém parku-UB – a oblasti CIBER pro fyziopatologii obezity a výživy (CIBEROBN). Spolupracují také týmy z Albert Einstein College of Medicine v New Yorku (Spojené státy americké).

Hnědá tuková tkáň: jak zabránit její inaktivaci během stárnutí?

Hnědá tuková tkáň je hlavním orgánem schopným produkovat tělesné teplo z tuku (termogeneze). Má ochrannou funkci proti obezitě, cukrovce 2. typu a kardiovaskulárním onemocněním a aktivuje se v reakci na určité faktory – jako je chlad nebo dietní podněty -, na které tělo reaguje zvýšením metabolismu nadbytečných přijatých kalorií. Molekulární mechanismy, které způsobují pokles jeho aktivity během stárnutí, však stále nejsou známy.

Studie provedená na zvířecích modelech odhaluje, že termogenní aktivace hnědého tuku je spojena se zvýšením buněčného procesu známého jako autofagie zprostředkovaná chaperony (CMA), který zvyšuje selektivní degradaci specifických proteinů.

Během stárnutí se autofagie zprostředkovaná chaperony snižuje, což způsobuje ztrátu aktivity hnědé tukové tkáně. „Proto může působení na autofagii zprostředkovanou chaperony hrát klíčovou roli při modulaci tkáňové aktivity,“ říká profesor Joan Villarroya z Ústavu biochemie a molekulární biomedicíny na Biologické fakultě UB.

Aktivita hnědé tukové tkáně je přísně regulována, aby se zabránilo nekontrolované metabolizaci různých chemických substrátů. Tuto kontrolu zajišťují proteiny, které působí jako represory termogenní aktivity a aktivují se vždy, když tělo nepotřebuje aktivovat hnědou tukovou tkáň.

Funkce chaperonem zprostředkované autofagie se snižuje, je selektivní eliminace proteinů. Pozorovali jsme, že tento proces je zodpovědný za degradaci těchto represorových proteinů, což umožňuje aktivitu hnědého tuku.“

Profesor Joan Villarroya, Ústav biochemie a molekulární biomedicíny, Biologická fakulta UB

Po mnoho let byly činěny pokusy navrhnout léky schopné aktivovat hnědou tukovou tkáň, aby se zabránilo jejímu poklesu, ale až dosud různé možnosti generovaly nežádoucí vedlejší účinky. „Nyní se začínají objevovat účinné experimentální léky, které modulují autofagii zprostředkovanou chaperony,“ říká Villarroya.

„Ve studii byly stárnoucí myši léčeny těmito léky a tuková tkáň si dokázala udržet svou aktivitu a zlepšit metabolické funkce navzdory stárnutí.“

Budoucí léky k léčbě pacientů

Prozatím jsou k dispozici některá preklinická léčiva určená k aktivaci tohoto procesu, původně vyvinutá pro potenciální léčbu neurodegenerativních onemocnění, ve kterých se často hromadí proteiny s patologickým účinkem.

Z klinického hlediska by použití těchto sloučenin mohlo být zváženo pro prevenci inaktivace hnědého tuku stárnutím nebo v jiných stavech, kdy nízká aktivita hnědé tukové tkáně má patologické důsledky, jako je obezita nebo diabetes.

Z tohoto důvodu výzkumný tým studuje, jak by mohla být autofagie zprostředkovaná chaperony použita ke zvýšení metabolického energetického výdeje a tím ke kontrole obezity a jejích negativních kardiometabolických účinků. „Provádíme tyto směry výzkumu jak v experimentálních modelech, tak v počátečních studiích na pacientech ve spolupráci s několika nemocnicemi,“ uzavírá Joan Villarroya.