Teraz naukowcy z Salk opracowali nowy system, który pozwala im badać bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek dokładnie, jak, gdzie i kiedy AMPK wykonuje swoje molekularne i terapeutyczne funkcje. W pracy, opublikowanej 2 stycznia 2019 r. w czasopiśmie Cell Reports, zespół Salk wykorzystuje nowy model do aktywacji AMPK w wątrobach dorosłych myszy z chorobą stłuszczeniową wątroby.
„Ten model pozwoli nam odpowiedzieć na pytania, na które naukowcy nie mogli odpowiedzieć wcześniej” – mówi profesor Salk i dyrektor Salk Cancer Center Reuben Shaw, który kierował nową pracą. „To naprawdę daje nam nowy sposób na określenie korzyści zdrowotnych tego specyficznego enzymu w szerokiej gamie chorób.”
Kinaza białkowa aktywowana przezAMP, lub AMPK, jest znana jako główny regulator metabolizmu. Komórki aktywują AMPK, gdy brakuje im energii, a AMPK jest aktywowana w tkankach całego ciała po ćwiczeniach lub podczas ograniczania kalorii. W odpowiedzi na to AMPK zmienia aktywność wielu innych genów i białek, pomagając utrzymać komórki przy życiu i funkcjonować nawet wtedy, gdy brakuje im paliwa. W różnych tkankach w całym organizmie i w różnych momentach rozwoju AMPK ma prawdopodobnie różne efekty. Do tej pory jedynym sposobem na zbadanie konkretnego wpływu genetycznego zwiększenia aktywności AMPK była zmiana jej aktywności w organizmie przez całe jego życie, począwszy od embriogenezy.
„Kiedy AMPK jest nadmiernie aktywowana od samego początku embriogenezy, nie wiemy, jaki wpływ ma na normalny rozwój”, mówi Daniel Garcia, starszy pracownik naukowy w Salk i pierwszy autor nowej pracy.
Więc Garcia, Shaw i ich koledzy umożliwili myszy posiadanie specjalnej wersji AMPK, która pozwala badaczom aktywować gen poprzez karmienie dorosłej myszy antybiotykiem.
„Model, który opracowaliśmy, jest znacznie bardziej podobny do tego, co można zobaczyć w klinice, jeśli celujesz w AMPK z lekami”, mówi Garcia. Aby przetestować użyteczność nowego modelu, badacze stworzyli myszy, które mogły mieć AMPK aktywowaną w wątrobie. Następnie, karmili podzbiór tych myszy wysokiej zawartości tłuszczu diety prowadzi do diety indukowanej otyłości i nadmiernego gromadzenia się tłuszczów w wątrobie. Stan ten jest odpowiednikiem niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD) u ludzi, wiodącej formy przewlekłej choroby wątroby u dorosłych Amerykanów. W obu myszach z i bez NAFLD, poziomy tłuszczów w wątrobie spadły, gdy AMPK została aktywowana — nowa produkcja tłuszczu została spowolniona, a istniejące tłuszcze zostały zmetabolizowane. Ponadto, kiedy AMPK została aktywowana u myszy karmionych dietą wysokotłuszczową, myszy były chronione przed przyrostem masy ciała i otyłością oraz miały mniej oznak zapalenia wątroby. „Ta praca potwierdza, że AMPK jest dobrym celem w leczeniu NAFLD,” mówi Garcia. „To kolejne potwierdzenie, że aktywatory AMPK powinny być testowane klinicznie.” Oprócz wpływu na tłuszcz w wątrobie, aktywacja AMPK — nawet jeśli była ograniczona do wątroby — również obniżyła poziom tłuszczów w innych miejscach w organizmie, co sugeruje, że hormony uwalniane przez wątrobę do reszty ciała zostały dotknięte. „Te wyniki wskazują, że AMPK może potencjalnie być potężnym lekiem na wiele chorób u ludzi”, mówi Shaw, który posiada William R. Brody Chair. Następnie naukowcy planują zbadać aktywację AMPK w wielu innych tkankach, w tym w mięśniach, gdzie naukowcy przypuszczają, że AMPK może mieć dramatyczny wpływ. „Istnieją szersze pytania poza NAFLD, aby zapytać o to, czy genetyczna aktywacja AMPK w mięśniach naśladuje ćwiczenia i czy aktywacja AMPK w późniejszym okresie życia organizmu może promować długość życia”, mówi Shaw.
