Учёные Университета Пердью (Purdue University) совершили открытие, которое может стать прорывом в лечении ожирения и диабета: они нашли способ доставить лекарство напрямую в белые жировые клетки, чтобы превратить их в бурый жир, который гораздо легче сжечь.
Белая жировая ткань выполняет в организме функции долгосрочного хранилища энергии, и именно она связана с ожирением. Она была необходима людям в процессе эволюции как теплоизолятор и способ запасать энергию. Но в наше время мы больше едим и меньше тратим, поэтому энергия, хранящаяся в белой жировой ткани, расходуется гораздо медленней, что и приводит к ожирению и диабету. Согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), более трети американцев страдают ожирением и около 10% — сахарным диабетом 2 типа.
Тело в первую очередь сжигает бурый жир, превращая его в тепло. Группа учёных, в которую вошли доцент медицинской биоинженерии Мэн Дэн (Meng Deng) и профессор зообиологии Шихуан Куан (Shihuan Kuang), искала способ уменьшить количество белой жировой ткани и увеличить количество бурой при помощи сигнального пути, регулирующего дифференциацию клеток. В этом процессе клетка посылает сигнал соседней клетке, контролируя транскрипцию её генов и её идентификацию. Если сигнал заблокировать, то клетка, которая должна была стать одной из нежелательных клеток белого жира, превращается в клетку бурого.
В журнале Molecular Therapy Дэн и Куан сообщили, что они впервые использовали полимерные наночастицы, чтобы доставить ингибитор сигнального пути напрямую в клетки белого жира. В эксперименте на мышах наночастицы, созданные из полимера под названием PLGA и содержащие в себе препарат дибензазепин, прервали сигнальный путь Notch, что привело к появлению бурых жировых клеток.
«Мы можем доставлять препарат прямо в нужные точки тела, в конкретном случае — в клетки белого жира, — говорит Дэн. — Как только частицы оказываются в клетке, они начинают постепенно выпускать лекарство. Этот способ введения препарата ограничивает его взаимодействие с другими тканями и клетками, что позволяет реже вводить лекарство».
Куан сообщил, что в процессе эндоцитоза жировые клетки с готовностью поглощают частицы, чей размер составляет менее 200 нм, и частицы быстро поступают в цитозоль внутри клеточной мембраны.
«Клетка забирает частицы. Можно сказать, что она их ест, — заметил Куан. — Таким образом, частицы оказываются там, где нужно».
Так как наночастицы, в которых содержится лекарство, вводятся прямо в жировые клетки, Дэн сказал, что вполне вероятно разработать способы лечения, которые позволят убирать жир с конкретных участков тела. В эксперименте на мышах еженедельное введение наночастиц в определённые участки тела позволило значительно улучшить толерантность к глюкозе и чувствительность к инсулину.
Избыточный вес способствует развитию диабета 2 типа. Удаление избытков жира уменьшит риск развития этого заболевания.
Дэн подал заявку на патент и создал стартап Adipo Therapeutics LLC, чтобы развить и в дальнейшем вывести на рынок эту технологию.