Badanie odkrywcze MOTS-c z 2015 r. (Lee i in.) – wyjaśnienie

Badanie odkrywcze MOTS-c autorstwa Changhan Lee i współpracowników zostało opublikowane w marcu 2015 roku w czasopiśmie Cell Metabolism. Jego tytuł brzmi The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Badania prowadzono na Uniwersytecie Południowej Kalifornii, Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles oraz w Narodowym Instytucie Starzenia (National Institute on Aging). To właśnie w tej pracy MOTS-c został po raz pierwszy opisany, dlatego wszystko, co na jego temat napisano od tamtej pory, odwołuje się do tego źródła. Ten artykuł wyjaśnia, czego szukali badacze, jak odkryli peptyd, co zaobserwowano w komórkach i u myszy oraz co badanie pozostawia otwartym.

Jakie pytanie stawiało badanie odkrywcze MOTS-c

Mitochondria są najlepiej znane jako struktury wytwarzające energię wewnątrz komórek. Posiadają również własny, niewielki genom, czyli mitochondrialne DNA. Przez długi czas sądzono, że genom ten koduje jedynie 13 białek zaangażowanych w produkcję energii. Pogląd ten zmienił się, gdy badacze znaleźli w mitochondrialnym DNA krótką otwartą ramkę odczytu (open reading frame), kodującą mały peptyd sygnałowy o nazwie humanina.

Autorzy tego badania zapytali, czy humanina jest przypadkiem wyjątkowym, czy też w mitochondrialnym DNA mogą istnieć inne krótkie otwarte ramki odczytu kodujące peptydy sygnałowe. Przeszukali więc fragment genu mitochondrialnego 12S rybosomalnego RNA i znaleźli sekwencję kandydującą. Drugie pytanie dotyczyło tego, jaką funkcję pełni ten peptyd w organizmie.

Jak przeprowadzono badanie odkrywcze MOTS-c

Badanie łączy kilka podejść. Naukowcy najpierw zidentyfikowali krótką otwartą ramkę odczytu w obrębie genu 12S rRNA i wykazali, że koduje ona 16-aminokwasowy peptyd. Nazwali go MOTS-c, co oznacza mitochondrial open reading frame of the 12S rRNA-c.

Następnie badali peptyd w hodowlach komórkowych, aby ustalić, na które szlaki biochemiczne wpływa. Na koniec podawali myszom syntetyczny MOTS-c i testowali go w dwóch sytuacjach, w których zazwyczaj rozwija się insulinooporność: w starzeniu się oraz przy diecie wysokotłuszczowej. Myszy karmione dietą wysokotłuszczową zwykle tyją i stają się insulinooporne, co czyni ten model standardowym narzędziem w badaniach chorób metabolicznych. Abstrakt nie podaje liczebności grup ani schematu dawkowania, dlatego nie podajemy ich tutaj. Jest to badanie na zwierzętach i w komórkach. Nie leczono ludzi.

Co ustalono w badaniu odkrywczym MOTS-c

Abstrakt przedstawia następujące główne wyniki:

• Nowy peptyd: MOTS-c to 16-aminokwasowy peptyd kodowany w obrębie genu mitochondrialnego 12S rRNA. Reguluje wrażliwość na insulinę oraz homeostazę metaboliczną.

• Tkanka docelowa: Głównym narządem docelowym MOTS-c wydaje się być mięśnie szkieletowe.

• Mechanizm w komórkach: MOTS-c hamuje cykl kwasu foliowego oraz związaną z nim de novo biosyntezę puryn. Prowadzi to do aktywacji AMPK, enzymu pełniącego rolę centralnego czujnika energii w komórkach, który uruchamia szlaki pobierające i spalające glukozę.

• Efekty u myszy: Leczenie MOTS-c zapobiegało insulinooporności zależnej od wieku oraz insulinooporności wywołanej dietą wysokotłuszczową. Zapobiegało także otyłości wywołanej dietą.

Autorzy wnioskowali, że mitochondria mogą aktywnie regulować metabolizm całego organizmu za pośrednictwem peptydów kodowanych we własnym genomie. Była to wówczas nowa koncepcja i to ona sprawiła, że praca wzbudziła tak duże zainteresowanie. Podstawy biologiczne zostały szerzej omówione w naszej kolekcji peptydów mitochondrialnych.

Ograniczenia badania odkrywczego MOTS-c

Badanie jest dobrze oceniane, ale ma wyraźne ograniczenia:

• Model zwierzęcy: Wszystkie wyniki dotyczące leczenia pochodzą od myszy. Metabolizm myszy różni się od ludzkiego w istotnych aspektach, a wiele odkryć w mysich modelach otyłości nie przełożyło się na ludzi.

• Zapobieganie, a nie odwracanie: Abstrakt mówi, że MOTS-c zapobiegał insulinooporności i otyłości. Nie oznacza to tego samego co odwrócenie istniejącego już stanu.

• Jedna sieć badawcza: Badanie pochodzi z jednej grupy współpracujących laboratoriów. W chwili publikacji nie było niezależnego potwierdzenia wyników.

• Mechanizm częściowo nieznany: Powiązanie między cyklem kwasu foliowego, syntezą puryn a AMPK wykazano w komórkach. Nie w pełni ustalono, jaka część efektu u myszy przebiega tym szlakiem.

• Brak danych o bezpieczeństwie: Badanie nie było zaprojektowane do oceny bezpieczeństwa, a abstrakt nie podaje żadnych wyników dotyczących bezpieczeństwa.

• Brak danych od ludzi: Żadna część pracy nie opisuje działania syntetycznego MOTS-c u ludzi.

Co to oznacza dla badań nad MOTS-c

Ta praca otworzyła nową dziedzinę. Przed 2015 rokiem uważano, że mitochondrialne DNA nie koduje peptydów sygnałowych innych niż humanina. Odkrycie MOTS-c sugerowało, że genom mitochondrialny jest źródłem cząsteczek regulacyjnych, a późniejsze prace poszukiwały kolejnych peptydów tego typu. W badaniach metabolicznych dane z badań na myszach stanowią punkt wyjścia do badań nad mięśniami szkieletowymi, sygnalizacją AMPK i wrażliwością na insulinę.

Badanie nie wykazuje efektów u ludzi i nie uzasadnia żadnego zastosowania poza kontrolowanymi badaniami laboratoryjnymi. Dla laboratoriów pracujących w tej dziedzinie oferujemy MOTS-c 20 mg w postaci liofilizowanego proszku przeznaczonego do badań. Praktyczne etapy pracy opisuje nasz poradnik: jak rozpuszczać peptydy. Pokrewne związki znajdują się w naszej kolekcji peptydów przeciwstarzeniowych i wydłużających życie.

Źródła

• Lee C, Zeng J, Drew BG, Sallam T, Martin-Montalvo A, Wan J, Kim SJ, Mehta H, Hevener AL, de Cabo R, Cohen P (2015). The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Cell Metabolism, 21(3), 443-454. doi:10.1016/j.cmet.2015.02.009

Ten artykuł streszcza opublikowane badania wyłącznie w celach informacyjnych. Nie stanowi porady medycznej. Wszystkie produkty dostępne w tym sklepie są sprzedawane wyłącznie do badań laboratoryjnych i nie są przeznaczone do użytku u ludzi ani zwierząt.