Учёные изобрели медицинскую накладку на кожу, которая точечно превращает накапливающий энергию белый жир в энерговыделяющий бурый, и в то же время ускоряет обмен веществ в целом. Эту накладку можно использовать для удаления локальных скоплений жира, например, в «спасательном круге» на талии, и для борьбы с нарушениями обмена веществ, такими как ожирение и диабет. Исследование провели учёные Медицинского центра Колумбийского университета в Чапел-Хилл (Columbia University Medical Center, CUMC) и Университета Северной Каролины (University of North Carolina at Chapel Hill).
Результаты эксперимента на мышах опубликованы в ACS Nano.
У людей есть два типа жира. Белый жир хранит энергию в форме относительно крупных частиц триглицеридов. В клетках бурого жира эти частицы мельче, кроме того, в них много митохондрий, которые сжигают жир и производят тепло. У новорождённых много жира последнего типа, что защищает их от холода. Но с возрастом большая часть бурого жира исчезает.
Учёные годами искали способ превратить белый жир в бурый, надеясь таким образом справиться с ожирением и диабетом. Естественным путём это превращение происходит, когда организм подвергается воздействию низких температур.
Соавтор работы, профессор Ли Цян (Li Qiang), доцент патологической и клеточной биологии в Колумбийском университете, сказал: «Существует несколько клинически одобренных препаратов, которые превращают белый жир в бурый, но они выпускаются в форме таблеток или инъекций. Таким образом, препарат воздействует на весь организм, а это вызывает такие побочные эффекты, как расстройства желудка, повреждения костей и набор веса. Наша накладка помогает обойти эти проблемы, так как доставляет препарат напрямую в жировую ткань».
Сначала препарат заключают в наночастицы, невидимые невооружённым глазом — каждая примерно 250 нм в диаметре. Затем их заряжают в накладку размером в квадратный сантиметр, которая содержит десятки микроскопических игл. При наложении на кожу иглы безболезненно пронзают её и постепенно выпускают препарат в жировую ткань.
«Наночастицы созданы таким образом, чтобы эффективно удерживать препарат, а затем постепенно выпускать его в ткани тела», — сказал разработчик накладки и ещё один соавтор исследования Чжэнь Гу (Zhen Gu), доцент биомедицинской инженерии Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Новый метод был опробован на мышах с ожирением. Наночастицы зарядили веществами, вызывающими превращение белого жира в бурый: росиглитазоном (Авандия™) или CL316243, бета-адреномиметиком, который, как ранее было доказано, превращает белый жир в бурый у мышей. На нижней части живота каждой мыши разместили две накладки: одна была заряжена наночастицами с препаратом, другая — пустыми частицами. В течение четырёх недель каждые три дня накладки заменяли новыми. У контрольной группы были две пустые накладки.
У мышей, получавших любое из веществ, на участке с препаратом количество жира уменьшилось на 20% по сравнению с участком с пустой накладкой. Также у таких мышей значительно снизился уровень глюкозы в крови натощак — по сравнению с аналогичным показателем контрольной группы.
Эксперименты на мышах с нормальным весом показали, что воздействие любого из препаратов увеличило потребление животными кислорода (что является показателем общей метаболической активности) на 20% по сравнению с контрольной группой.
Генетический анализ продемонстрировал, что в участке, подвергшемся воздействию препаратов, содержится больше генов, связанных с бурым жиром, чем в нетронутом участке. Это позволяет предположить, что наблюдаемые изменения в обмене веществ и объёме жира произошли благодаря тому, что белый жир превратился в бурый.
«Не сомневаюсь, что многие обрадуются, узнав, что мы сможем предложить им альтернативу липосакции, чтобы уменьшить объём «спасательного круга». Но ещё важнее то, что накладка может обеспечить более безопасный и эффективный способ борьбы с ожирением и сопутствующими нарушениями обмена веществ, такими как диабет», — сказал доктор Кианг.
Накладку ещё не испытывали на людях. Сейчас учёные выясняют, какое вещество или сочетание веществ наиболее эффективно для локального превращения белого жира в бурый и ускорения общего обмена веществ.
