Белки прохибитины могут стать новыми мишенями для препаратов от ожирения

Ученые БФУ имени Иммануила Канта проанализировали научные работы, посвященные роли белков прохибитинов в развитии ожирения. Оказалось, что эти белки способствуют развитию воспаления на уровне как отдельных клеток, так и всего организма. Это происходит за счет того, что прохибитины стимулируют выделение провоспалительных веществ иммунными клетками, а также участвуют в разрушении поврежденных при окислительном стрессе митохондрий. Полученные данные указывают на то, что прохибитины могут стать мишенями для лекарств, направленных на борьбу с последствиями ожирения. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Molecular Biosciences.

Согласно статистике ВОЗ, в 2022 году 43% всего взрослого населения Земли имело избыточный вес, при этом у 16% людей было диагностировано ожирение. Из-за лишнего веса страдают многие системы органов: сердечно-сосудистая, дыхательная, опорно-двигательная. Более того, ожирение приводит к молекулярным изменениям в клетках. Так, например, в этом случае запускаются гены, активирующие старение и клеточную гибель, а также воспалительные реакции. Воспаление, в свою очередь, приводит к окислительному стрессу, нарушает клеточный обмен веществ и работу митохондрий — «энергетических станций» клетки.

Исследования показывают, что важную роль в поддержании стабильности многих внутриклеточных процессов — деления, работы митохондрий, активации генов и других — играют прохибитины. Однако до сих пор данные об их участии в развитии воспалительного ответа при ожирении были отрывочными, что не позволяло рассматривать их как потенциальную терапевтическую мишень для борьбы с негативными последствиями избыточного веса.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) с коллегами из Сибирского государственного медицинского университета (Томск) проанализировали научные статьи, в которых описывается месторасположение, уровни и функции прохибитинов при развитии ожирения. Оказалось, что эти белки в норме встречаются на мембранах различных иммунных клеток — лимфоцитов, макрофагов, тучных клеток. Они взаимодействуют с рецепторами — молекулами в мембране, воспринимающими внешние сигналы, — и стимулируют выделение провоспалительных веществ. Воспаление обычно возникает в тканях при повреждении или возникновении инфекции и помогает организму избавиться от опасных веществ и патогенов. В случае ожирения оно появляется в ответ на пресыщение клеток жировой ткани липидами.

Также прохибитины были выявлены на мембранах митохондрий. Здесь белки контролируют качество митохондриальной ДНК и отвечают за разрушение митохондрий, поврежденных из-за окислительного стресса. При этом в случае повреждения ДНК прохибитины участвуют в доставке коротких «разрезанных» фрагментов этих молекул из митохондрий в цитоплазму, что способствует развитию воспалительной реакции. С другой стороны, прохибитины не дают «здоровым» митохондриям бесконтрольно делиться и сливаться, предотвращая тем самым нарушение их целостности и ухудшение работы.

Еще одно месторасположение прохибитинов в клетках — ядро. Избыточное накопление этих белков в ядре оказалось связано с нарушением деления клеток и остановкой клеточного цикла.

Кроме того, авторы обзора нашли в текстах научных работ испытания препаратов, мишенью которых были прохибитины. Так, ученые выявили низкомолекулярные (небольшие по массе и размеру) вещества, которые, изменяя активность этих белков, ускоряют разрушение клеток жировой ткани, активируют использование накопленной в них глюкозы и тем самым предотвращают набор веса. Кроме того, несколько исследовательских групп сообщили о противовоспалительном и противоопухолевом действии малых молекул, взаимодействующих с прохибитинами, например флавоглинов и бактериального капсульного полисахарида Vi.

«Наш анализ показал, что прохибитины можно рассматривать в качестве потенциальной молекулярной мишени для лекарств от ожирения. Однако тканеспецифичное действие этих белков и разные варианты их локализации — в мембранах, митохондриях, ядре — требуют дальнейшего и более тщательного изучения. Это позволит детальнее понять роль прохибитинов в развитии метаболического синдрома и ожирения. В дальнейшем мы планируем продолжить теоретическую и практическую работу в этом направлении и более подробно изучить роль прохибитинов (совместно с другими белками) в клетках периферической крови, адипоцитах и гепатоцитах человека в норме и при патологии, делая акцент на сигнальных путях и функционировании митохондрий в условиях in vitro», — рассказывает Наталья Тодосенко, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий БФУ имени Иммануила Канта.