Istraživači već dugo rade na tome kako da leče gojaznost, ozbiljno stanje koje može dovesti do hipertenzije, dijabetesa, hroničnih upala i kardiovaskularnih bolesti. Studije su takođe otkrile snažnu korelaciju gojaznosti i raka – nedavni podaci pokazuju da pušenje, pijenje alkohola i gojaznost najviše doprinose raku širom sveta.
Razvoj masnih ćelija, koje se proizvode od sićušnog progenitora sličnog fibroblastu, ne samo da aktivira specifične gene masnih ćelija, već ih i raste skladištenjem više lipida (adipocita i masnog tkiva). U stvari, skladištenje lipida je odlučujuća funkcija masnih ćelija. Ali skladištenje previše lipida može učiniti masne ćelije nezdravim i dovesti do gojaznosti.
Sposobnost ciljanja masnih ćelija i bezbednog odvajanja nezdrave masti od zdravog metabolizma masti bila bi odgovor na molitve mnogih ljudi. Glavni izazov u lečenju gojaznosti je to što je masno tkivo, koje nije kontinuirano u telu, već se nalazi deo po deo u „depoima“, bilo teško ciljati na depo-specifičan način, precizirano na tačnoj lokaciji.
Postoje dve glavne vrste masti: visceralna mast, unutrašnja tkiva koja okružuju stomak, jetru i creva, i potkožna mast, koja se nalazi ispod kože bilo gde u telu. Visceralna mast stvara trbušne stomake; potkožna masnoća može stvoriti podbradak, salo na rukama, itd. Do danas nije bilo načina da se posebno tretira visceralno masno tkivo. A sadašnji tretmani za potkožno masnoće poput liposukcije su invazivni i destruktivni.
Dve nove studije istraživača iz Columbia Engineeringa i Medicinskog centra Irving Univerziteta Kolumbija (CUIMC) mogu imati odgovor na ciljanje depoa masnih ćelija specifično i zdravo. Radovi pokazuju novu metodu za lečenje gojaznosti korišćenjem katjonskih nanomaterijala koji mogu da ciljaju određena područja masti i inhibiraju nezdravo skladištenje uvećanih masnih ćelija. Materijali prepravljaju masnoću, a ne uništavaju je, kao što to čini, na primer, liposukcija. Prvi rad, koji je danas objavila Nature Nanotechnologi, fokusira se na visceralnu adipoznost ili masnoću na stomaku. Drugi rad, koji je 28. novembra objavio Biomaterials, fokusira se na masnoću ispod kože, kao i na hronične upale povezane sa gojaznošću.
Tim istraživača, predvođen Li Kiangom, vanrednim profesorom patologije i ćelijske biologije u CUIMC-u, i Kam Leongom, Samuel I. Sheng profesorom biomedicinskog inženjerstva i sistemske biologije na CUIMC-u, prepoznao je da masno tkivo sadrži velike količine negativno naelektrisanog ekstracelularnog matriks (ECM) za držanje masnih ćelija. Smatrali su da bi ova negativno naelektrisana ECM mreža mogla da obezbedi svojevrsni sistem autoputeva za pozitivno naelektrisane molekule. Tako su uzeli pozitivno naelektrisani nanomaterijal, PAMAM generacije 3 (P-G3), i ubrizgali ga u gojazne miševe. P-G3 se brzo proširio po tkivu i tim je bio uzbuđen što je njihov metod za specifično ciljanje visceralne masti funkcionisao.
A onda se dogodilo nešto intrigantno: P-G3 je isključio program skladištenja lipida u masnim ćelijama i miševi su izgubili težinu. Ovo je bilo potpuno neočekivano, s obzirom na dobro uspostavljenu funkciju P-G3 u neutralisanju negativno naelektrisanih patogena, kao što su ostaci DNK/RNA ćelija, da bi se ublažila upala.
„Naš pristup je jedinstven — odstupa od farmakoloških ili hirurških pristupa“, kaže Ćiang, specijalizovan za gojaznost i biologiju adipocita. „Koristili smo katjonski naboj za podmlađivanje zdravih masnih ćelija, tehniku koju niko nikada nije koristio za lečenje gojaznosti. Mislim da će ova nova strategija otvoriti vrata zdravijem i sigurnijem smanjenju masti.“
P-G3 pomaže formiranje novih masnih ćelija i takođe inhibira nezdravo skladištenje lipida u uvećanim masnim ćelijama
U ove dve studije, istraživači su otkrili da katjonski materijal, P-G3, može učiniti intrigantnu stvar masnim ćelijama – dok je pomogao u formiranju novih masnih ćelija, takođe je razdvojio skladištenje lipida od funkcija održavanja masnih ćelija. I pošto inhibira nezdravo skladištenje lipida u uvećanim masnim ćelijama, miševi su imali više metabolički zdravih, mladih, malih masnih ćelija poput onih kod novorođenčadi i sportista. Istraživači su otkrili da ova funkcija razdvajanja P-G3 takođe važi za biopsije ljudske masti, što označava potencijal prevođenja kod ljudi.
„Sa P-G3, masne ćelije i dalje mogu biti masne ćelije, ali ne mogu da odrastu“, rekao je Leong, pionir u korišćenju polikacije za uklanjanje patogena. „Naše studije ističu neočekivanu strategiju za lečenje visceralne adipoznosti i predlažu novi pravac istraživanja katjonskih nanomaterijala za lečenje metaboličkih bolesti.“
Sada kada mogu selektivno ciljati na visceralnu masnoću, Leong i Kiang predviđaju nekoliko aplikacija. Studija o biomaterijalima pokazuje jednostavan pristup koji se može koristiti u estetske svrhe; poput botoksa, P-G3 se može lokalno ubrizgati u specifično, potkožno masno skladište. Istraživači, koji imaju patente na čekanju, sada konstruišu P-G3 u različite derivate kako bi poboljšali efikasnost, sigurnost i specifičnost depoa.
Ono zbog čega su istraživači posebno uzbuđeni je razvoj P-G3 u platformu koja može isporučiti lekove i genske terapije posebno u dato skladište masti. Ovo može prenameniti mnoge lekove iz sistemskih bezbednosnih zabrinutosti, kao što su tiazolidindioni (TZD), moćan, ali nebezbedan lek koji je snažan modulator masti i koji se koristi za lečenje dijabetesa tipa 2 – ali je povezan sa srčanom insuficijencijom i zabranjen u nekoliko zemalja. .
„Veoma smo uzbuđeni što otkrivamo da je katjonski naboj tajna za ciljanje masnog tkiva“, rekao je Kiang. „Sada možemo da smanjimo masnoću na način specifičan za depo – gde god želimo – i na bezbedan način bez uništavanja masnih ćelija. Ovo je veliki napredak u lečenju gojaznosti.“
