Zázračný liek skúmajúci molekulárne mechanizmy metformínu, ktorý sa používa na liečbu cukrovky
Metformín je pri dávke len pár centov liek na cukrovku typu 2 so vzdialenými koreňmi v stredovekom ľudovom liečiteľstve a so schopnosťou znižovať telesnú hmotnosť, tukovú hmotu, cirkuláciu glukózy - a úplne predchádzať poruchám Ľudia so zvýšeným rizikom.
Nový výskum najpredávanejšieho lieku na cukrovku typu 2 na svete prichádza, keďže globálna epidémia obezity stále pokračuje. Obezita je hlavným rizikovým faktorom pre diabetes 2. typu, metabolické ochorenie.
Zatiaľ čo vedci zistili, že viac ako 60 percent kontroly metformínu typu 2 pochádza zo zníženia telesnej hmotnosti, ktoré doteraz využívalo na zistenie toho, aké kľúčové molekulárne mechanizmy si tento liek robí svoju prácu.
V UK Dr. Stephen O'Rahilly a jeho kolegovia z Cambridgeskej univerzity patria medzi popredných vedcov po celom svete, ktorí sa zaoberajú sériou štúdií metformínu na ľuďoch a laboratórnych zvieratách. Tím ukázal, ako liek spôsobuje chudnutie, a to aj u pacientov so srdcom, ktorí nemajú cukrovku.
Mimo svojej práce iní vedci nazývajú metformín ako zázračný liek nielen kvôli jeho účinkom na cukrovku 2. typu, ale aj kvôli jeho novému významu vo výskume rakoviny a možnému vplyvu na pľúca osôb s diagnostikovanou tuberkulózou.
„Metformín sa prvýkrát používal ako liek znižujúci hladinu glukózy u pacientov s cukrovkou 2. typu,“ uviedol pre Medical Xpress O'Rahilly, profesor klinickej biochémie a medicíny. „U týchto [pacientov] môže byť chudnutie veľmi mierne, pravdepodobne preto, že keď znižujete hladinu glukózy pri cukrovke typu 2, neustále strácate kalórie a ste v moči ako cukor a pôsobíte proti účinkom znižujúcim hmotnosť“.
„Až keď sa uskutočnili dlhodobé štúdie na nediabetických účastníkoch, vyšlo najavo, že ľudia, ktorí mali skutočne dobrý zápas s metformínom, stratili v priemere asi 6 percent svojej telesnej hmotnosti a dokázali si ju udržať roky „Pridal O'Rahilly, riaditeľ Wellcome Trust-MRC Institute of Metabolic Science-Metabolic Research Laboratories.
Reportáže v časopise prírody, O'Rahilly a jeho tím vysvetľujú vzťah medzi metformínom a kľúčovým cirkulujúcim proteínom, molekulou známou ako GDF15. Iniciály znamenajú rast a diferenciáciu faktora 15. Proteín je členom nadrodiny TGF-β, veľkej skupiny bunkových regulačných proteínov.
GDF15 vykonáva širokú škálu biologických aktivít a nachádza sa v širokej škále tkanív, ktoré regulujú apoptózu a opravu buniek. Ako sa ukázalo, GDF15 hrá v prítomnosti metformínu silnú rolu pri kontrole diabetu 2. typu.
Vzájomný vzťah teraz O'Rahilly a jeho tím úplne objasnil a po prvýkrát postuloval molekulárne mechanizmy, ktoré spôsobujú úbytok hmotnosti u pacientov užívajúcich tento liek. Metformín pracuje s GDF15 a sám zistil, že indukuje úbytok hmotnosti a udržuje energetickú rovnováhu.
„Naše údaje naznačujú, že väčšina, ak nie všetky účinky metformínu na zníženie hmotnosti vyžadujú GDF15. Metformín má však naďalej určité účinky pri znižovaní chudnutia nezávislého od glukózy a inzulínu a nezávisle od GDF15, “uviedol O'Rahilly.
Vedci zistili, že „liečba metformínom pomerne významne zvýšila hladinu [GDF15] u všetkých ľudí, ktorí užívajú tento liek pravidelne,“ uviedol O'Rahilly.
Metformín označil za najpredávanejší liek na cukrovku na planéte. Liečivo, ktoré sa bežne nazýva metformín, sa predáva pod značkou Glucophage. Šesťdesiat tabliet stojí v USA v obchodoch so zľavami na predpis, napríklad Walmart, asi 4 doláre.
Metformín, ktorý bol schválený Úradom pre kontrolu potravín a liečiv v USA v roku 1995, bol v Európe široko predpisovaný už celé desaťročia, kým v krajine s viac ako 30 miliónmi diabetikov 2. typu konečne dostal zelenú. USA majú ďalších 84,1 milióna ľudí s pre-cukrovkou, čo je stav, ktorý môže viesť k úplnému ochoreniu.
Medzi liekmi má metformín dlhú a legendárnu históriu. Zlúčenina k metformínu bola prvýkrát izolovaná v stredoveku z francúzskeho orgovánu, rastliny vedecky známej ako Galega officinalis. Nastrúhané listy podávali liečitelia pacientom s neustálym močením, čo bolo znakom stavu, ktorý sa neskôr začal nazývať cukrovka. Účinná látka vo francúzskom orgováne, rastline známej tiež ako kozia rue, bola o stovky rokov neskôr identifikovaná ako galegín, ktorý spúšťa výrazné zníženie glukózy v krvi.
Do 50. rokov 20. storočia boli vedci schopní využívať ľudovú medicínu a vyvíjať liek, ktorým bol metformín. V posledných rokoch prebiehajú in vitro štúdie Dr. Lloyd Trotman z laboratória Cold Spring Harbor v New Yorku preukázal, že metformín je účinný proti bunkám rakoviny prostaty. A v novembri vedci v Mexiku zistili, že metformín podporuje ničenie baktérií Mycobacterium tuberculosis v pľúcach. Liečivo zvyšuje aktivitu antimikrobiálnych peptidov známych ako β-defenzíny. Peptidy sú bežné v tkanivách pľúcneho epitelu a sú aktívnejšie proti gramnegatívnym a grampozitívnym baktériám.
O'Rahilly a kolegovia medzitým popísali výhody metformínu v klinických štúdiách aj na pokusoch na zvieracích modeloch. V obidvoch typoch výskumu metformín ovplyvňoval chudnutie a aktivitu GDF15.
Napríklad v klinických skúškach na ľuďoch uvedených v prírody Na papieri tím zmeral cirkulujúci GDF15 a zistil, že po dvoch týždňoch užívania metformínu došlo k asi 2,5-násobnému zvýšeniu cirkulujúceho GDF15. Aby sa zistilo, či bolo zvýšenie udržateľné, hladiny proteínov sa merali po šiestich, 12 a 18 mesiacoch. Pacienti tiež užívali metformínovú ranu so stratou asi 3,5 percenta svojej telesnej hmotnosti. V inej štúdii stratili pacienti ešte viac.
U myší divého typu perorálny metformín tiež zvýšil cirkulujúci GDF15. Hladina bielkovín sa dodatočne zvýšila v distálnych črevách a obličkách. Metformín zabraňuje prírastku hmotnosti v reakcii na stravu s vysokým obsahom tukov u zvierat, ale nie u myší, ktorým sa podáva GDF15 alebo jeho receptorový proteín GFRAL. Tím zistil, že metformín má účinky na príjem a výdaj energie, čo si vyžaduje GDF15.
O'Rahilly uviedol, že výskum bol replikovaný tak, že pomohol ďalším tímom zabezpečiť, aby on i jeho kolegovia preukázali, ako metformín znižuje telesnú hmotnosť.