Wyjaśniając związek między dysfunkcją metaboliczną związaną z otyłością a endotrofiną

Credit: Towfiqu barbhuiya / Unsplash

Bezpośrednio stawiając czoła temu wyzwaniu, Jiyoung Park i jej zespół badawczy z Wydziału Nauk Biologicznych na UNIST przeprowadzili przełomowe badanie nad endotrofiną - białkiem macierzy pozakomórkowej, które odgrywa kluczową rolę w homeostazie tkanki tłuszczowej.

Odkrycie zespołu rzuciło światło na to, w jaki sposób poziomy endotrofiny wewnątrzkomórkowej wpływają na autofagię - naturalny proces komórkowy odpowiedzialny za usuwanie zbędnych lub dysfunkcjonalnych elementów. U otyłych jednostek podwyższony poziom endotrofiny prowadzi do szkodliwych skutków w komórkach tłuszczowych poprzez zakłócenie przebiegu autofagii, co prowadzi do stanu zapalnego i insulinooporności związanej z cukrzycą.

„Zrozumienie związku między dysfunkcją metaboliczną związaną z otyłością a endotrofiną ma istotne implikacje dla opracowywania ukierunkowanych terapii chorób metabolicznych.” – prof. Jiyoung Park, Wydział Nauk Biologicznych na UNIST.

Endotrofina została po raz pierwszy odkryta przez prof. Park w 2012 roku jako kluczowy element reagujący na stres metaboliczny u otyłych osób. Najnowsze badanie zagłębiło się w zrozumienie, jak endotrofina przedostaje się i oddziałuje na komórki tłuszczowe zarówno w warunkach szczupłych, jak i otyłych, poprzez skrupulatną analizę porównawczą.

W przypadkach otyłości, zaobserwowano, że endocytoza – proces, w którym substancje pozakomórkowe są internalizowane do komórek – ułatwia akumulację endotrofiny w komórkach tłuszczowych. Ta akumulacja nie tylko sprzyja tworzeniu autofagosomów zaangażowanych w autofagię, ale także zakłóca ich proces degradacji - co ostatecznie prowadzi do śmierci komórki, stanu zapalnego i insulinooporności.

Co więcej, zespół badawczy odkrył specyficzne interakcje pomiędzy proteinami zaangażowanymi w transport białek (SEC13) a proteinami zaangażowanymi w autofagię (ATG7), które odgrywają kluczowe role w napędzaniu nadmiernej formacji autofagosomów wywołanej przez endotrofinę wewnątrz komórek tłuszczowych. Ta dysregulacja autofagii dodatkowo nasila niekorzystne skutki dla zdrowia adipocytów.

Co ciekawe, badanie wykazało także, że hamowanie funkcji białka ATG7 lub neutralizowanie endotrofiny za pomocą systemu siRNA – systemu specjalnie zaprojektowanego do zakłócania ekspresji genów - znacząco poprawiło stan chorób metabolicznych związanych z otyłością. Te wyniki stanowią podstawę dla potencjalnych terapii w przyszłości, które skierowane będą przeciwko zaburzeniom przepływu autofagicznego za pośrednictwem endotrofiny w schorzeniach związanych z otyłością. "Nagromadzenie endotrofiny w komórkach może służyć jako biomarker wskazujący na zaburzenie homeostazy macierzy pozakomórkowej", zauważył Profesor Park.

Wyniki badania zostały opublikowane przed ich oficjalnym wydaniem w internetowej wersji Metabolism: Clinical and Experimental – prestiżowym międzynarodowym czasopiśmie akademickim specjalizującym się w metabolizmie endokrynologicznym – 10 czerwca 2023 roku. Praca ta uzyskała wsparcie National Research Foundation (NRF) w Korei, finansowaną przez Ministerstwo Nauki i Technologii Informacyjnych (MSIT).