Το ολοκαίνουργιο φάρμακο που μιμείται την άσκηση, μειώνει το βάρος και ενισχύει τη μυϊκή δραστηριότητα.
Οι γιατροί συμβουλεύουν ότι η άσκηση μπορεί να βελτιώσει και να προστατεύσει την υγεία. Στο μέλλον, ένα χάπι μπορεί να προσφέρει μερικά από τα ίδια οφέλη με την άσκηση. Τώρα, οι ερευνητές αναφέρουν νέες ενώσεις που φαίνονται ικανές να μιμούνται τα πλεονεκτήματα της προπόνησης – τουλάχιστον εντός των κυττάρων πειραματόζωων. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε έναν νέο τρόπο για τη θεραπεία της μυϊκής ατροφίας και άλλων ιατρικών παθήσεων στους ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένης της καρδιακής ανεπάρκειας και της νευροεκφυλιστικής νόσου. Η έρευνα παρουσιάστηκε σήμερα σε συνάντηση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας ACS.
«Δεν μπορούμε να αντικαταστήσουμε την άσκηση. Η άσκηση είναι σημαντική σε όλα τα επίπεδα», λέει ο Bahaa Elgendy, ο κύριος ερευνητής του έργου που παρουσιάζει την εργασία στη συνάντηση. «Αν μπορώ να ασκηθώ, θα πρέπει να προχωρήσω και να κάνω τη σωματική δραστηριότητα. Αλλά υπάρχουν τόσες πολλές περιπτώσεις στις οποίες χρειάζεται ένα υποκατάστατο».
Η άσκηση ωφελεί τόσο το μυαλό όσο και το σώμα. Σε αυτήν την περίπτωση, ο Elgendy, καθηγητής αναισθησιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις, και οι συνάδελφοί του ελπίζουν να συγκεντρώσουν τις ισχυρές φυσικές επιδράσεις της γυμναστικής — συγκεκριμένα, την ικανότητα της άσκησης να ενισχύει τον μεταβολισμό και την ανάπτυξη των μυϊκών κυττάρων, μαζί με τη βελτίωση των μυών εκτέλεση.
Ένα φάρμακο που μπορεί να μιμηθεί αυτές τις επιδράσεις θα μπορούσε να αντισταθμίσει τη μυϊκή ατροφία και αδυναμία που μπορεί να εμφανιστεί καθώς οι άνθρωποι γερνούν ή προσβάλλονται από καρκίνο, ορισμένες γενετικές παθήσεις ή άλλους λόγους που δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν τακτική σωματική δραστηριότητα. Θα μπορούσε επίσης ενδεχομένως να αντιμετωπίσει τις επιδράσεις άλλων φαρμάκων, όπως τα νέα φάρμακα για την απώλεια βάρους που προκαλούν απώλεια τόσο λίπους όσο και μυών, σύμφωνα με τον Elgendy.
Οι μεταβολικές αλλαγές που σχετίζονται με την άσκηση ξεκινούν με την ενεργοποίηση εξειδικευμένων πρωτεϊνών, γνωστών ως υποδοχέων που σχετίζονται με τα οιστρογόνα (ERRs), οι οποίοι έρχονται σε τρεις μορφές: ERRα, ERRβ και ERRγ. Μετά από περίπου μια δεκαετία εργασίας, ο Elgendy και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν μια ένωση με το όνομα SLU-PP-332, η οποία ενεργοποιεί και τις τρεις μορφές, συμπεριλαμβανομένου του πιο απαιτητικού στόχου, του ERRa. Αυτός ο τύπος ERR ρυθμίζει την προσαρμογή του στρες που προκαλείται από την άσκηση και άλλες σημαντικές φυσιολογικές διεργασίες στους μυς. Σε πειράματα με ποντίκια, η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτή η ένωση αύξησε έναν ανθεκτικό στην κόπωση τύπο μυϊκής ίνας, ενώ παράλληλα βελτίωσε την αντοχή των ζώων όταν έτρεχαν σε διάδρομο τρωκτικών.
Για να αναγνωρίσουν το SLU-PP-332, οι ερευνητές εξέτασαν τη δομή των ERR και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται με μόρια που τα ενεργοποιούν. Στη συνέχεια, για να βελτιώσουν την ανακάλυψή τους και να αναπτύξουν παραλλαγές που θα μπορούσαν να κατοχυρωθούν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, ο Elgendy και η ομάδα του σχεδίασαν νέα μόρια για να ενισχύσουν την αλληλεπίδραση με τους υποδοχείς και έτσι να προκαλέσουν μια ισχυρότερη απόκριση από αυτή που μπορεί να προσφέρει το SLU-PP-332. Κατά την ανάπτυξη των νέων ενώσεων, η ομάδα βελτιστοποίησε επίσης τα μόρια για άλλα επιθυμητά χαρακτηριστικά, όπως σταθερότητα και χαμηλή πιθανότητα τοξικότητας.
Η ομάδα συνέκρινε την ισχύ του SLU-PP-332 με αυτή των νέων ενώσεων εξετάζοντας το RNA, ένα μέτρο της γονιδιακής έκφρασης, από περίπου 15.000 γονίδια σε κύτταρα από τον καρδιακό μυ επίμυος. Οι νέες ενώσεις προκάλεσαν μεγαλύτερη αύξηση της παρουσίας του RNA, υποδηλώνοντας ότι προσομοιώνουν πιο ισχυρά τα αποτελέσματα της άσκησης.
Έρευνα που χρησιμοποιεί το SLU-PP-332 δείχνει ότι η στόχευση των ERR θα μπορούσε να είναι χρήσιμη έναντι συγκεκριμένων ασθενειών. Μελέτες σε ζώα με αυτήν την προκαταρκτική ένωση δείχνουν ότι θα μπορούσε να έχει όφελος κατά της παχυσαρκίας, της καρδιακής ανεπάρκειας ή της μείωσης της νεφρικής λειτουργίας με την ηλικία. Τα αποτελέσματα της ενημερωμένης έρευνας υποδηλώνουν ότι οι νέες ενώσεις θα μπορούσαν να έχουν παρόμοια αποτελέσματα.
Η δραστηριότητα του ERR φαίνεται επίσης να καταπολεμά τις βλαβερές διεργασίες που συμβαίνουν στον εγκέφαλο σε ασθενείς που έχουν διαγνωστεί με νόσο του Αλτσχάιμερ και σε εκείνους που έχουν άλλες νευροεκφυλιστικές καταστάσεις. Ενώ το SLU-PP-332 δεν μπορεί να περάσει στον εγκέφαλο, ορισμένες από τις νέες ενώσεις αναπτύχθηκαν για να το κάνουν.
“Σε όλες αυτές τις συνθήκες, τα ERR παίζουν σημαντικό ρόλο”, λέει ο Elgendy. “Εάν έχετε μια ένωση που μπορεί να τα ενεργοποιήσει αποτελεσματικά, θα μπορούσατε να δημιουργήσετε τόσα πολλά ευεργετικά αποτελέσματα.”
Ο Elgendy και οι συνεργάτες του ελπίζουν να δοκιμάσουν τις νέες ενώσεις σε ζωικά μοντέλα μέσω της startup Pelagos Pharmaceuticals. Εξετάζουν επίσης τη δυνατότητα ανάπτυξης των ενώσεων ως πιθανών θεραπειών για νευροεκφυλιστικές διαταραχές.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Γήρανσης των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας με τους Αριθμούς Βραβείων R21AG065657 και RF1AG077160.
Επισκεφτείτε το πρόγραμμα ACS Άνοιξη 2024 για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτήν την παρουσίαση, “Άσκηση σε χάπι: Σχεδιασμός και σύνθεση νέων αγωνιστών ERR ως μιμητικά άσκησης” και περισσότερες επιστημονικές παρουσιάσεις.
###
Η American Chemical Society (ACS) είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που χρηματοδοτήθηκε από το Κογκρέσο των ΗΠΑ. Η αποστολή της ACS είναι να προωθήσει την ευρύτερη επιχείρηση χημείας και τους επαγγελματίες της προς όφελος της Γης και όλων των ανθρώπων της. Η Εταιρεία είναι παγκόσμιος ηγέτης στην προώθηση της αριστείας στην επιστημονική εκπαίδευση και στην παροχή πρόσβασης σε πληροφορίες και έρευνα σχετικά με τη χημεία μέσω των πολλαπλών ερευνητικών λύσεων, των περιοδικών με κριτές, των επιστημονικών συνεδρίων, των ηλεκτρονικών βιβλίων και του εβδομαδιαίου περιοδικού ειδήσεων Chemical & Engineering News . Τα περιοδικά ACS είναι από τα πιο δημοφιλή, πιο αξιόπιστα και πιο διαβασμένα στην επιστημονική βιβλιογραφία. Ωστόσο, η ίδια η ACS δεν διεξάγει χημική έρευνα. Ως ηγέτης στις λύσεις επιστημονικής πληροφόρησης, το τμήμα CAS συνεργάζεται με παγκόσμιους καινοτόμους για να επιταχύνει τις ανακαλύψεις επιμελώντας, συνδέοντας και αναλύοντας την επιστημονική γνώση του κόσμου. Τα κεντρικά γραφεία της ACS βρίσκονται στην Ουάσιγκτον, DC και στο Columbus του Οχάιο.
Ακολουθήστε το Cibum 
