Suvokti, kaip paprastos ląstelės virsta riebalų ląstelėmis, yra itin svarbu kovojant su tokiomis ligomis kaip nutukimas ir 2 tipo diabetas. Naujasis tyrimas pateikia svarbių užuominų, kaip galėtume sustabdyti šį virtimą ir taip pristabdyti riebalų kaupimąsi.
Korėjos pažangiųjų mokslų ir technologijų instituto mokslininkų komanda išsamiai ištyrė baltymą PPARγ, laikomą „pagrindiniu riebalų ląstelių susidarymo reguliuotoju“. Kai PPARγ yra aktyvus, jis įjungia genų tinklą, kuris ląstelę pastūmėja tapti ir išlikti riebaline ląstele – adipocitu.
Analizuodami pelių ląsteles ir pelių modelius, tyrėjai atskleidė, kad PPARγ „nurodymus“ gaminti riebalų ląsteles gali blokuoti tam tikras epigenetinis jungiklis. Epigenetinis reiškia, kad reguliuojama ne pati DNR seka, o tai, kaip genai yra „įjungiami“ ar „išjungiami“.
„Šis tyrimas pirmasis parodė, kad adipocitų diferenciacija yra tiksliai valdoma epigenetiniu lygmeniu, o ne vien paprastu genų reguliavimu“, – aiškina molekulinis biologas Dae-Sik Lim.
Esminį vaidmenį čia atlieka du baltymai – YAP ir TAZ, priklausantys vadinamajam Hippo signaliniam keliui. Hippo kelias yra vienas pagrindinių mechanizmų, reguliuojančių, kokio dydžio išauga mūsų organai: jis sprendžia, ar ląstelės turi dalytis, žūti ar virsti tam tikru specializuotu tipu, pavyzdžiui, riebalų ląstelėmis.
Anksčiau buvo žinoma, kad YAP ir TAZ kažkaip trukdo riebalų ląstelių formavimuisi, tačiau tiksli veikimo schema nebuvo aiški. Šis tyrimas leidžia pažvelgti giliau į mechanizmą – tarsi atverti automobilio kapotą ir pamatyti, kaip iš tikrųjų veikia variklis.
Pasak tyrėjų, jų atlikta visapusiška genomų analizė atskleidė, kaip Hippo–YAP/TAZ kelias reguliuoja metabolinių ląstelių likimą per epigenetinį perprogramavimą.
Buvo parodyta, kad YAP ir TAZ inicijuoja cheminę reakcijų grandinę, kuri išjungia tuos genus, kuriuos PPARγ bando aktyvuoti, kad ląstelė virstų riebaline. Kitaip tariant, jei PPARγ stumia ląstelę riebalų ląstelės link, YAP ir TAZ gali šią instrukciją „perrašyti“ ir išlaikyti ląstelę mažiau specializuotą.
Įprastomis sąlygomis YAP ir TAZ aktyvumą griežtai riboja Hippo signalinis kelias – jis veikia tarsi šių baltymų „stabdžiai“.
Tyrėjai patikrino, kas nutinka, kai Hippo kelias pelėms yra išjungiamas, t. y. kai YAP ir TAZ „stabdžiai“ atleidžiami. Paaiškėjo, kad tapę hiperaktyvūs YAP ir TAZ priverčia esamas riebalų ląsteles tarsi žengti žingsnį atgal savo vystymosi kelyje.
Šios riebalų ląstelės visiškai negrįžo į kamieninių ląstelių būseną, tačiau prarado daug tipiškų riebalų ląstelių savybių ir ėmė elgtis labiau kaip pirmtakės ląstelės.
Galutinis šio darbo rezultatas – daug aiškesnis supratimas, kaip riebalų ląstelių gamyba gali būti pagreitinta arba pristabdyta, bent jau kol kas tai parodyta tik su pelėmis.
Per didelis riebalų kiekis organizme arba jų kaupimasis netinkamose vietose siejamas su daugybe sveikatos problemų. Be to, kai riebalų ląstelės jau susiformuoja, jų labai sunku visiškai atsikratyti: metant svorį jos paprastai susitraukia, o ne visai išnyksta.
Geriau supratus, kaip PPARγ skatina (arba neskatina) ląsteles tapti riebalinėmis, ateityje būtų galima sukurti naujų metabolinių ligų gydymo būdų. Šiame tyrime padaryti atradimai leidžia tikėtis, kad bus galima tiksliau taikyti terapijas prieš riebalų kaupimąsi, tačiau tam reikės dar daug darbo ir saugumo tyrimų.
Pasak Limo, šis darbas „sukūrė svarbų pagrindą gerokai gilesniam adipocitų tapatybės pokyčių mechanizmų supratimui ir ilgalaikėje perspektyvoje – asmeninių gydymo strategijų metabolinėmis ligomis sergantiems pacientams kūrimui“.
