Tutkimus paljastaa, kuinka diabeteslääke edistää terveellistä ikääntymistä
Lääkärit määräävät yleensä metformiinia auttamaan tyypin 2 diabetesta sairastavia ihmisiä alentamaan verensokeria. Lääke lisää insuliiniherkkyyttä vaikutustensa kautta glukoosimetaboliaan.
Vaikka metformiinin tehokkuudesta on selkeää näyttöä, tutkijat eivät kuitenkaan ymmärrä täysin, miten se on vuorovaikutuksessa solujen ja kudosten kanssa molekyylitasolla.
Nyt uusi Soluraportit tutkimus on kartoittanut metformiinin aktiivisuutta maksassa ja tuottanut yllättäviä tuloksia.
Soluviljelmien ja hiirten avulla tutkijat tunnistivat lukuisia biokemiallisia kytkimiä eri solu- ja molekyyliprosessien kytkemiseksi päälle ja pois.
Löydöt valaisivat paitsi metformiinin glukoosikontrollimekanismia myös yllättävän paljon muita reaktioita ja reittejä.
Tutkijat ehdottavat esimerkiksi, että uudet havainnot voivat auttaa selittämään viimeaikaisia paljastuksia metformiinin ilmeisestä kyvystä edistää terveellistä ikääntymistä.
Metformiinin laajamittaiset kliiniset tutkimukset ovat jo käynnissä, jotta voidaan testata lääkkeen tehokkuutta pidentämällä elinikää ja terveydentilaa - toisin sanoen ihmisen terveydentilan osuutta. Biokemia on kuitenkin ollut epäselvä.
Tutkimuksessa työskentelivät kolmen tutkimuskeskuksen ryhmät: Salk Institute for Biological Studies, Scripps Research Institute - molemmat La Jollassa, Kaliforniassa - ja Weill Cornell Medical College New Yorkissa.
"Nämä tulokset", kertoo Reuben J. Shaw, yksi tutkimuksen vastaavista kirjoittajista, "tarjoavat meille uusia tutkittavia tapoja ymmärtää, kuinka metformiini toimii diabeteksen lääkkeenä, ja sen terveyttä laajentavat vaikutukset."
"Nämä ovat reittejä, joita emme eivätkä kukaan muu olisi voinut kuvitella", hän lisää.
Shaw on molekyyli- ja solubiologian professori Salk-instituutissa ja Salk Cancer Centerin johtaja.
Vanha lääke, jolla on monia mahdollisia käyttötarkoituksia
Ihmiset alkoivat käyttää metformiinia ensin glukoosia alentavana lääkkeenä yli 60 vuotta sitten. Tutkijat ovat osoittaneet, että hoito vähentää ennenaikaisia kuolemia tyypin 2 diabetesta sairastavilla.
Viime aikoina tutkijat ovat havainneet, että metformiini voi olla tehokas useissa muissa olosuhteissa, mukaan lukien liikalihavuus, syöpä, metabolinen oireyhtymä, munasarjojen monirakkulatauti ja alkoholiton rasva-maksasairaus.
Muut tuoreet tutkimukset ovat myös ehdottaneet, että metformiinilla voi olla ikääntymistä estäviä vaikutuksia ja kyky suojata luita, erityisesti nivelreuman alkuvaiheessa.
Uuteen tutkimukseen asti tutkijoiden käsitys metformiinin biokemiallisista vaikutuksista rajoittui tietoon, että lääke aktivoi AMPK-nimisen signalointireitin. Tällä reitillä on keskeinen rooli solujen energiatasojen tasapainottamisessa.
Professori Shaw oli myös havainnut, että kun ravintotasot ovat alhaiset, AMPK-reitti hidastaa solujen kasvua ja muuttaa aineenvaihduntaa. Tutkijat ovat nähneet tämän vaikutuksen syöpään. Tämän tietäminen sai prof. Shawin ja kollegansa miettimään, voisiko metformiini toimia myös muiden reittien kautta.
Uudet reitit voivat selittää ikääntymistä estävät vaikutukset
Uutta tutkimusta varten ryhmät käyttivät "kvantitatiivista proteomiikan alustaa" kinaasien seulomiseksi. Nämä ovat signalointiproteiineja, jotka voivat kytkeä soluprosessit päälle ja pois.
Tutkijat löysivät satoja kinaaseja, joiden kytkentäaktiivisuus reagoi nopeasti metformiiniin, mikä saattaa vaikuttaa terveelliseen ikääntymiseen. Monet signalointireiteistä toimivat AMPK: sta riippumatta.
Tutkijat olivat jo tietoisia kahdesta reitistä - proteiinikinaasi D: stä ja MAPKAPK2: sta - ja että ne koskevat solustressiä. Tämä voisi selittää yhteyden terveelliseen ikääntymiseen ja vaikutuksiin eliniän ja terveyden pidentämiseen.
Uudet havainnot viittaavat siihen, että metformiinin hyödyt terveelle ikääntymiselle voivat olla sen vuorovaikutuksessa proteiinikinaasi D: n ja MAPKAPK2: n kanssa.
"Emme koskaan kuvitelleet, että näillä kahdella kinaasilla olisi mitään tekemistä metformiinin kanssa", professori Shaw huomauttaa.
Tutkijat tunnistivat myös AMPK-reitin hallitsemat uudet kohteet ja solumekanismit, jotka voivat olla myös ratkaisevia metformiinin menestyksen kannalta.
Ryhmät aikovat jatkaa uusien signalointireittien tutkimista syventääkseen ymmärrystään metformiinin monista vaikutuksista.
He haluavat selvittää, kuinka kaikki yksilöt, ei vain tyypin 2 diabetesta sairastavat, voivat hyötyä metformiinista ja mitkä kohteet saattavat olla mukana.
"Tulokset laajentavat ymmärrystämme siitä, kuinka metformiini aiheuttaa lievän stressin, joka laukaisee anturit palauttamaan aineenvaihdunnan tasapainon, selittäen joitain aiemmin raportoituja etuja, kuten pitkittyneen terveen ikääntymisen metformiinia käyttävissä malli-organismeissa."
Professori Reuben J.Shaw
