PDF Basket
Znane powiedzenie mówi, że jesteśmy tym, co jemy. Niektórzy zadają sobie pewnie pytanie, co dzieje się w przypadku, gdy jemy zbyt dużo i zbyt często – odpowiedź jest jednak prosta i często obejmuje choroby oraz ogólny zły stan zdrowia.
„Od zarania dziejów ludzie żyjący na świecie mieli bardzo ograniczony dostęp do żywności”, twierdzi Alejo Efeyan, kierownik Grupy ds. Metabolizmu i Sygnalizacji Komórkowej działającej przy Hiszpańskim Narodowym Centrum Badań nad Nowotworami. „W rezultacie nasze ciała wyspecjalizowały się w efektywnym wykorzystywaniu, użytkowaniu, magazynowaniu i ponownym przetwarzaniu składników odżywczych”.
Zaobserwowany w ostatnim półwieczu wręcz astronomiczny wzrost spożycia składników odżywczych oraz popularyzacja siedzącego trybu życia stanowi potężną próbę dla naszych mechanizmów przetrwania. „Nasze komórki stoją obecnie w obliczu bezprecedensowego wyzwania – mechanizmy, które powstały z myślą o utrzymywaniu nas przy życiu uruchamiają szkodliwe reakcje, które mogą stanowić przyczynę potencjalnie śmiertelnych chorób”, wyjaśnia Efeyan.
Dzięki finansowanemu ze środków Unii Europejskiej projektowi NutrientSensingVivo, wspieranemu ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, zespół działający pod przewodnictwem Efeyana zajął się badaniami nad metabolizmem ludzkim – reakcjami chemicznymi przetwarzającymi żywność w energię spalaną przez nasze komórki lub magazynowaną w celu późniejszego wykorzystania, oraz jego zmianami w zależności od dostępności żywności. W tym celu skupili się na tak zwanym szlaku mTOR – kluczowym szlaku sygnałowym odpowiedzialnym za wykrywanie składników odżywczych, który odgrywa ważną rolę w niemal wszystkich aspektach metabolizmu.
O myszach i metabolizmie
Jak twierdzi Efeyan, zrozumienie działania szlaku sygnałowego mTOR jest niezwykle ważne ze względu na to, w jakim stopniu odpowiada za regulację zużycia energii oraz składników odżywczych w procesie metabolizmu przez komórkę. Kiedy aktywność szlaku mTOR nie jest właściwie regulowana, może doprowadzić do rozwoju schorzeń takich jak cukrzyca oraz nowotwory, a także przyspieszać starzenie się.
„Choć wykrywanie składników odżywczych przez szlak mTOR stanowi tak fundamentalną funkcję biologiczną, jeszcze 15 lat temu nie mieliśmy pojęcia, jak działa ten proces”, wyjaśnia Efeyan. „Choć obecnie udało nam się w dużej mierze rozwikłać molekularną zagadkę mTOR, nadal nie rozumiemy funkcjonowania tego szlaku w naszych narządach”.
Na szczęście pomagają nam myszy.
Dzięki badaniom przeprowadzonym na genetycznie zmodyfikowanych myszach naukowcy odkryli, że możliwość wyłączenia szlaku mTOR jest kluczem pozwalającym na przełączenie naszego metabolizmu w naturalny „stan postu”. „Obecnie poszukujemy odpowiedzi na jedno niezwykle ważne pytanie – czy jesteśmy w stanie oszukać komórki naszych organizmów w taki sposób, by uznały, że nie jedliśmy? Takie rozwiązanie pozwoliłoby nam na osiągnięcie korzyści, które wynikają z tego stanu”, dodaje Efeyan. „Zamierzamy skoncentrować nasze wysiłki na dalszym badaniu tego zagadnienia”.
Co przyniesie przyszłość?
Badaczom skupionym wokół projektu udało się również wykazać, że zatrzymanie sygnału komórkowego wysyłanego w sytuacji, gdy organizm dysponuje dużą ilością składników odżywczych, pozwala na kontrolowanie aktywności limfocytów B, które są odpowiedzialne za szereg chorób autoimmunologicznych i niektóre rodzaje chłoniaków. „To odkrycie otwiera nowe możliwości. Dzięki niemu w przyszłości będziemy mogli wykorzystywać leki ukierunkowane na sygnalizację związaną ze składnikami odżywczymi”, dodaje Efeyan. „Osiągnięcie tego celu z pewnością potrwa jeszcze wiele lat”.
W ramach prowadzonych prac badacze stworzyli genetycznie modyfikowane modele mysie, spośród których niektóre charakteryzowały się normalną sygnalizacją występowania składników odżywczych, natomiast w przypadku pozostałych szlaki sygnalizacyjne pozostawały wygaszone, niezależnie od rzeczywistego spożycia pokarmu. „Przeprowadzone przez nasz zespół doświadczenia oferują nam pewien wgląd w to, co możemy osiągnąć dzięki inhibitorom sygnalizacji składników odżywczych, a jednocześnie pozwalają nam na weryfikację ich bezpieczeństwa i występowania niepożądanych skutków ubocznych”, zauważa Efeyan.
Badaczom udało się między innymi wykazać, że istnieje możliwość wykorzystania inhibitorów do uzyskania stanu przypominającego ograniczenie spożycia kalorii – procesu, który nie tylko chroni przed nowotworami, ale także wpływa pozytywnie na zdrowie metaboliczne i wydłuża życie. „Choć czeka nas naprawdę wiele pracy, przeprowadzone przez nasz zespół badania stanowią solidny fundament pozwalający na opracowywanie nowych leków zwalczających nowotwory, a także sposobów walki z otyłością. Ponadto pozwalają nam przyjrzeć się bliżej nowym sposobom kontrolowania metabolizmu komórkowego przy pomocy leków”, podsumowuje Efeyan.