Исследование показывает, как лекарство от диабета способствует здоровому старению

Врачи обычно назначают метформин, чтобы помочь людям с диабетом 2 типа снизить уровень сахара в крови. Препарат повышает чувствительность к инсулину за счет воздействия на метаболизм глюкозы. Однако, хотя есть явные доказательства эффективности метформина, ученые не до конца понимают, как он взаимодействует с клетками и тканями на молекулярном уровне.

Теперь новое исследование Cell Reports продемонстрировало активность метформина в печени и дало некоторые неожиданные результаты. Используя клеточные культуры и мышей, исследователи выявили многочисленные биохимические переключатели для включения и выключения различных клеточных и молекулярных процессов. Полученные данные проливают свет не только на механизм контроля глюкозы метформином, но также на удивительное количество других реакций и путей.

Исследователи предполагают, например, что новые результаты могут помочь объяснить недавние открытия о явной способности метформина содействовать здоровому старению. Уже проводятся широкомасштабные клинические испытания метформина для проверки эффективности препарата в увеличении продолжительности жизни и продолжительности здоровья, то есть доли продолжительности жизни человека, которую он проводит с хорошим здоровьем.

Однако основная биохимия была неясной. Над исследованием работали команды из трех исследовательских центров: Института биологических исследований Солка, Научно-исследовательского института Скриппса (оба в Ла-Холье, Калифорния) и Медицинского колледжа Вейля Корнелла в Нью-Йорке. «Эти результаты, - говорит Рувим Дж. Шоу, один из соответствующих авторов исследования, - дают нам новые возможности для изучения, чтобы понять, как метформин действует в качестве лекарственного средства для лечения диабета, наряду с его эффектами, продлевающими здоровье». «Это пути, которые ни мы, ни кто-либо другой не могли бы вообразить», - добавляет он. Шоу - профессор молекулярной и клеточной биологии в Институте Солка и директор онкологического центра Солка.

Старый препарат с множеством потенциальных применений

Люди впервые начали использовать метформин в качестве препарата, снижающего уровень глюкозы, более 60 лет назад. Исследователи показали надежный источник, что лечение снижает преждевременную смертность среди людей с диабетом 2 типа. Совсем недавно ученые обнаружили, что метформин может быть эффективным при ряде других состояний, включая ожирение, рак, метаболический синдром, синдром поликистозных яичников и неалкогольные жировые заболевания печени.

Другие недавние исследования также показали, что метформин может оказывать омолаживающее действие и способность защищать кость, особенно на ранних стадиях ревматоидного артрита. До нового исследования ученые понимали биохимические эффекты метформина, ограничиваясь знанием того, что препарат активирует сигнальный путь, называемый AMPK. Этот путь играет ключевую роль в уравновешивании уровней энергии в клетках. Профессор Шоу также обнаружил, что при низком уровне питательных веществ путь AMPK сдерживает рост клеток и нарушает обмен веществ. Исследователи видели этот эффект при раке.

Знание этого заставило профессора Шоу и его коллег задаться вопросом, может ли метформин действовать и другими путями.

Новые пути могут объяснить антивозрастные эффекты

Для нового исследования команды использовали «количественную протеомную платформу» для скрининга киназ. Это сигнальные белки, которые могут включать и выключать клеточные процессы. Исследователи обнаружили сотни киназ, чья переключающая активность быстро реагирует на метформин, потенциально влияя на здоровое старение. Многие из сигнальных путей работают независимо от AMPK. Ученые уже знали о двух путях - протеинкиназе D и MAPKAPK2 - и что они касаются клеточного стресса. Это может объяснить связь со здоровым старением и последствиями для увеличения продолжительности жизни и здоровья.

Новые результаты показывают, что польза метформина для здорового старения может заключаться в его взаимодействии с протеинкиназой D и MAPKAPK2. «Мы никогда не предполагали, что эти две киназы будут иметь какое-либо отношение к метформину», - отмечает профессор Шоу. Исследователи также определили новые мишени и клеточные механизмы, которые контролирует путь AMPK, что также может иметь решающее значение для успеха метформина.

Команды планируют продолжить изучение новых сигнальных путей, чтобы углубить свое понимание многих эффектов метформина. Они стремятся выяснить, каким образом метформин может извлечь пользу для всех людей, а не только для людей с диабетом 2 типа, и какие цели могут быть вовлечены.

«Результаты расширяют наше понимание того, как метформин вызывает легкий стресс, который запускает сенсоры для восстановления метаболического баланса, объясняя некоторые из ранее сообщенных преимуществ, таких как длительное здоровое старение в модельных организмах, принимающих метформин».