Раскрыт механизм защиты клеток печени от гибели при ожирении

Ученые БФУ определили, что блокирование рецептора gp130 на поверхности клеток печени помогает уберечь этот орган от разрушения при ожирении. Дело в том, что жирные кислоты, образующиеся в излишке из жиров, повреждают митохондрии — энергетические «станции» клеток, — тогда как gp130 привлекает особые молекулы, поддерживающие нормальное деление и слияние этих клеточных структур. Открытый механизм может использоваться при разработке препаратов, помогающих работе печени у людей, страдающих от ожирения. Результаты исследования опубликованы в журнале Biomedicines.

По оценкам ВОЗ, более 13% населения Земли страдают от ожирения. Это заболевание влечет за собой большое количество осложнений, связанных с повышенной нагрузкой на органы. Так, например, у людей с ожирением чаще, чем у здоровых, встречаются такие заболевания печени, как стеатоз и цирроз. В первом случае в клетках — гепатоцитах — накапливается большое количество жира, а во втором — они и вовсе замещаются соединительной тканью, не способной выполнять функции здоровой печени.

Накопление жира приводит к тому, что в клетках печени образуется большое количество активных форм кислорода — соединений, повреждающих молекулы, в том числе ДНК, белки и липиды мембран. Уменьшить это пагубное влияние помогают митохондрии — энергетические станции клетки, — которые «утилизируют» поврежденные молекулы. При этом исследования показали, что поддерживать нормальную работу самих митохондрий в печени при ожирении помогает интерлейкин-6 — молекула, выделяемая клетками иммунной системы и обычно участвующая в воспалительных реакциях. Интерлейкин-6 ускоряет деление и слияние митохондрий в гепатоцитах, тем самым сохраняя нужное число этих органоидов и предотвращая гибель клеток. Кроме того, известно, что клетки печени воспринимают интерлейкин-6 с помощью рецепторов gp130 — специальных «чувствительных» молекул на поверхности. Однако до сих пор оставалось не до конца понятным, как именно это взаимодействие влияет на гепатоциты, страдающие от избытка жирных кислот при ожирении.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) искусственно воссоздали условия ожирения в культуре клеток печени, добавив к ним раствор жирных кислот. Оказалось, что уже спустя сутки гепатоциты начали гибнуть: исследователи выявили в культуре 4% мертвых клеток, тогда как в контрольных образцах, не подвергавшихся обработке, практически все клетки остались живыми.

В случае, когда исследователи одновременно обработали клетки жирными кислотами и интерлейкином-6, пагубный эффект «ожирения» снизился, и доля мертвых клеток уменьшилась. Такое действие интерлейкина-6 стало еще заметнее, когда ученые дополнительно обработали клетки раствором, блокирующим молекулы gp130 — в этом случае доля живых клеток в культуре приблизилась к 100%.

Кроме того, авторы определили, что в условиях «ожирения» в гепатоцитах начинают активнее работать гены, связанные с апоптозом — программируемой клеточной гибелью, — что объясняет вышеописанные наблюдения за клетками. При этом активность около десятка генов, поддерживающих правильную работу митохондрий, снижалась. Когда же клетки обработали жирной кислотой, интерлейкином-6 и gp130, ситуация изменилась на противоположную. Это подтверждает, что данные молекулы поддерживают процессы деления и слияния митохондрий и тем самым помогают гепатоцитам выжить в условиях избытка жирных кислот.

«В экспериментах с клеточными культурами мы показали, что рецепторы gp130 помогают клеткам печени поддерживать оптимальное для жизнедеятельности количество и состояние митохондрий. Знание об этом может помочь при разработке лекарств, которые будут улучшать состояние печени у людей с ожирением», — рассказывает первый автор статьи Дарья Скуратовская, старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологийБФУ имени Иммануила Канта.