Zgodnie z książkową definicją, metabolizm to całokształt reakcji chemicznych i związanych z nimi przemian energii zachodzących w komórkach, które stanowią podstawę wszelkich zjawisk biologicznych. To one pozwalają komórce na wzrost i rozmnażanie, a także modulację struktury wewnętrznej.
Metabolity to substancje wytwarzane i wykorzystywane podczas różnych procesów (tzw. szlaków) metabolicznych. Naukowcy ze Scripps Research w połączeniu z oddziałem zajmującym się rozwojem leków – Calibr – odkryli, że metabolity mogą pełnić funkcje terapeutyczne. Przełomowe badania opisano w czasopiśmie Metabolites.
Czytaj też: Ibuprofen, naproksen i ketoprofen. Osoby z cukrzycą powinny wiedzieć o nich coś jeszcze
Prof. Gary Siuzdak, starszy dyrektor Scripps Center for Metabolomics, mówi:
Powodem, dla którego wiele rodzajów cząsteczek nie trafia na rynek, jest ich toksyczność. Dzięki naszej technologii możemy wyciągnąć endogenne metabolity – czyli te, które organizm wytwarza sam, które mogą mieć taki sam wpływ jak lek przy mniejszych skutkach ubocznych. O potencjale tego podejścia świadczy nawet niedawne zatwierdzenie przez FDA leku Relyvrio, połączenia dwóch endogennych metabolitów w leczeniu stwardnienia zanikowego bocznego.
Koniec z chorobami metabolicznymi?
Choroby metaboliczne to często wynik braku równowagi w homeostazie energetycznej – występują, gdy organizm przyjmuje więcej energii niż wytwarza. Naukowcy odkryli, że można zamienić białe komórki tłuszczowe (adipocyty) w brązowe, zapobiegając tym samym rozwojowi niektórych chorób przedmetabolicznych, m.in. otyłości. Przeszukując kolekcję leków ReFRAME, która zawiera 14 000 znanych związków farmakologicznych zatwierdzonych przez FDA, uwagę przyciągnął jeden z nich – zafirlukast.
Zafirlukast to antagonista receptora leukotrienowego, stosowany w leczeniu astmy oskrzelowej. Naukowcy odkryli, że zafirlukast może zmieniać komórki prekursorowe adipocytów (tzw. preadipocyty) w brązowe adipocyty. Taka transformacja ma znaczenie, bo biały tłuszcz jest powszechnie uważany za “zły”, a brązowy za “dobry” (użyteczny).
Niestety, do tej pory nie było jasne, jak zafirlukast dokonuje wspomnianej przemiany, a ponieważ związek ten jest toksyczny w wysokich dawkach, nigdy nie trafił do szerokiego obiegu badań klinicznych. Teraz prof. Siudzakowi udało się rozszyfrować mechanizm działania zafirlukastu.
Czytaj też: Lek na HIV coraz bliżej! Ruszyły badania przełomowej terapii genowej
Dr Kristen Johnson, dyrektor w Translational Drug Discovery Research w Calibr, dodaje:
Musieliśmy użyć dodatkowych narzędzi, aby rozłożyć chemikalia w mechanizmie działania zafirlukastu. Ujmując to w inny sposób, czy moglibyśmy znaleźć metabolit, który zapewniałby ten sam efekt funkcjonalny, co zafirlukast, ale bez skutków ubocznych?
Uczeni przeszukali tkankę tłuszczową pod kątem metabolitów, które mogłyby stymulować produkcję brązowych adipocytów. Odkryli, że myrystoylglycyna (endogenny metabolit) powoduje powstawanie brązowych adipocytów bez szkody dla komórki. Niestety, potencjał terapeutyczny tego metabolitu jest póki co nieznany, więc nie ma pewności, że będzie można go zastosować w lekach nowej generacji. Eksperci wiążą jednak z nim duże nadzieje – badania nad myrystoylglycyną są kontynuowane.