Καταπολέμηση του λίπους και της φλεγμονής: οι επιστήμονες ανέπτυξαν νέες ενώσεις

Τα τροποποιημένα παράγωγα φυσικών προϊόντων έχουν οδηγήσει σε σημαντικές θεραπευτικές προόδους και εμπορική επιτυχία τα τελευταία χρόνια. Η μενθόλη είναι μια φυσική κυκλική μενθολική αλκοόλη που βρίσκεται σε μια ποικιλία φυτών, ιδιαίτερα σε μέλη της οικογένειας της μέντας, όπως η μέντα και η δυόσμος. Είναι ένα κοινό συστατικό σε ένα ευρύ φάσμα ζαχαρωδών προϊόντων, τσίχλες και προϊόντα στοματικής υγιεινής. Είναι ενδιαφέρον ότι η μενθόλη έχει επίσης υψηλή φαρμακευτική αξία λόγω των αναλγητικών, αντιφλεγμονωδών και αντικαρκινικών της δράσεων.

Σε μια πρόσφατη μελέτη, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον καθηγητή Gen-Ichiro Arimura από το Τμήμα Βιοεπιστημών και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Επιστημών του Τόκιο στην Ιαπωνία, ανέπτυξε και μελέτησε μενθυλεστέρες βαλίνης (MV) και ισολευκίνης (MI), οι οποίοι είναι παράγωγα της μενθόλης που λαμβάνονται με αντικατάσταση της υδροξυλομάδας της με βαλίνη και ισολευκίνη, αντίστοιχα.

Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Immunology.

Μοιράζοντας το κίνητρο πίσω από την τρέχουσα εργασία, ο καθηγητής Arimura δήλωσε: «Τα λειτουργικά συστατικά των φυτών που συμβάλλουν στην ανθρώπινη υγεία με ενδιέφεραν πάντα. Η ανακάλυψη νέων μορίων από φυσικά υλικά ενέπνευσε την ερευνητική μας ομάδα να αναπτύξει αυτά τα παράγωγα αμινοξέων της μενθόλης».

Οι ερευνητές ξεκίνησαν συνθέτοντας μενθυλεστέρες έξι αμινοξέων, που χαρακτηρίζονται από λιγότερο δραστικές πλευρικές αλυσίδες. Στη συνέχεια, αξιολόγησαν τις ιδιότητες αυτών των εστέρων χρησιμοποιώντας μελέτες in vitro σε κυτταρικές σειρές. Τέλος, διεξήγαγαν πειράματα σε ποντίκια για να μελετήσουν τις επιδράσεις αυτών των ενώσεων σε επαγόμενες παθήσεις. Τα εξαιρετικά αντιφλεγμονώδη προφίλ της MV και της MI προσδιορίστηκαν αξιολογώντας τα επίπεδα μεταγραφής του παράγοντα νέκρωσης όγκων-α (Tnf) σε διεγερμένα μακροφάγα κύτταρα.

Παραδόξως, τόσο η MV όσο και η MI ξεπέρασαν τη μενθόλη στο αντιφλεγμονώδες τεστ. Η ανάλυση αλληλούχισης RNA έδειξε ότι 18 γονίδια που εμπλέκονται σε φλεγμονώδεις και ανοσολογικές αποκρίσεις καταστάλθηκαν αποτελεσματικά.

Οι ερευνητές προχώρησαν περαιτέρω και μελέτησαν τον μηχανισμό δράσης των μενθυλεστέρων. Διαπίστωσαν ότι ο υποδοχέας Χ του ήπατος (LXR), ένας ενδοκυτταρικός πυρηνικός υποδοχέας, παίζει σημαντικό ρόλο στις αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις, και αυτό είναι ανεξάρτητο από τον παροδικό υποδοχέα TRPM8 που είναι ευαίσθητος στο κρύο, ο οποίος ανιχνεύει κυρίως τη μενθόλη.

Ερευνώντας βαθύτερα την εξαρτώμενη από την LXR ενεργοποίηση της MV και του MI, διαπίστωσαν ότι το γονίδιο Scd1, κεντρικό στον μεταβολισμό των λιπιδίων, ενεργοποιούνταν από την LXR. Επιπλέον, σε ποντίκια με επαγόμενη εντερική κολίτιδα, οι αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις επιβεβαιώθηκαν περαιτέρω από την καταστολή των μεταγραφικών επιπέδων των γονιδίων Tnf και Il6 από την MV ή το MI με τρόπο που εξαρτάται από την LXR.

Υποκινούμενοι από την ανακάλυψη της ενδοκυτταρικής μηχανικής της LXR-SCD1, ο καθηγητής Arimura και η ομάδα του υπέθεσαν ότι οι μενθυλεστέρες έχουν ιδιότητες κατά της παχυσαρκίας. Διαπίστωσαν ότι αυτοί οι εστέρες ανέστειλαν τη λιπογένεση, τη συσσώρευση λίπους, ειδικά στο στάδιο της μιτωτικής κλωνικής επέκτασης στα λιποκύτταρα 3T3-L1. Σε μελέτες σε ζώα, η παχυσαρκία που προκαλείται από τη διατροφή σε ποντίκια μετριάστηκε και η λιπογένεση καταστάλθηκε.

Οι μενθυλεστέρες έχουν μοναδικά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες αντιφλεγμονώδεις ή κατά της παχυσαρκίας ενώσεις που ερευνώνται ή χρησιμοποιούνται επί του παρόντος. Οι συγκεκριμένοι μηχανισμοί δράσης τους, οι οποίοι συμβάλλουν στις διπλές αντιφλεγμονώδεις και κατά της παχυσαρκίας επιδράσεις τους, τις διακρίνουν από άλλες ενώσεις και μπορεί να τις καθιστούν ιδιαίτερα αποτελεσματικές στη θεραπεία τόσο φλεγμονωδών παθήσεων όσο και μεταβολικών διαταραχών. Μπορεί να είναι χρήσιμες για ορισμένους πληθυσμούς, όπως άτομα με χρόνιες φλεγμονώδεις ασθένειες, μεταβολικό σύνδρομο ή επιπλοκές που σχετίζονται με την παχυσαρκία.

«Ενώ αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στις λειτουργίες και τους μηχανισμούς δράσης τους σε μοντέλα ασθενειών που σχετίζονται με τη φλεγμονή και την παχυσαρκία, αναμένουμε ότι αυτές οι ενώσεις θα είναι επίσης αποτελεσματικές έναντι ενός ευρέος φάσματος ασθενειών που σχετίζονται με το μεταβολικό σύνδρομο, όπως ο διαβήτης και η υπέρταση, καθώς και τα αλλεργικά συμπτώματα», σημείωσε με αισιοδοξία ο καθηγητής Arimura.

Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία και την αξία των πολυλειτουργικών μορίων που προέρχονται από φυσικές ουσίες. Μελλοντικές μελέτες αυτών των νέων και ανώτερων μενθυλεστέρων μπορούν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη θεραπευτικών ενώσεων για την καταπολέμηση των αυξανόμενων προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με την παχυσαρκία και τις φλεγμονώδεις παθήσεις.