Vědci ze Salku nyní vyvinuli nový systém, který jim umožňuje podrobněji než kdykoli předtím studovat, jak, kde a kdy přesně AMPK vykonává své molekulární a terapeutické funkce. V článku publikovaném 2. ledna 2019 v časopise Cell Reports tým Salku využívá nový model k aktivaci AMPK v játrech dospělých myší s tukovým onemocněním jater.
„Tento model nám umožní odpovědět na otázky, na které vědci dříve nemohli odpovědět,“ říká profesor Salku a ředitel Salk Cancer Center Reuben Shaw, který novou práci vedl. „Skutečně nám to dává nový způsob, jak definovat zdravotní přínos tohoto specifického enzymu u nejrůznějších onemocnění.“
AMP-aktivovaná proteinkináza neboli AMPK je známá jako hlavní regulátor metabolismu. Buňky aktivují AMPK, když jim dochází energie, a AMPK se aktivuje v tkáních celého těla po cvičení nebo při omezení příjmu kalorií. V reakci na to AMPK mění aktivitu mnoha dalších genů a proteinů, čímž pomáhá udržovat buňky naživu a funkční, i když mají nedostatek paliva. V různých tkáních v celém těle a v různých fázích vývoje má AMPK pravděpodobně různé účinky. Dosud jediným způsobem, jak studovat konkrétní dopad geneticky zvýšené aktivity AMPK, bylo měnit její aktivitu v organismu po celý jeho život, počínaje embryogenezí.
„Když je AMPK nadměrně aktivována od samého počátku embryogeneze, nevíme, jaký vliv má na normální vývoj,“ říká Daniel Garcia, vedoucí výzkumný pracovník na Salku a první autor nové práce.
Garcia, Shaw a jejich kolegové proto umožnili myši speciální verzi AMPK, která výzkumníkům umožňuje aktivovat gen podáním antibiotika dospělé myši.
„Model, který jsme vyvinuli, je mnohem podobnější tomu, co byste viděli na klinice, kdybyste na AMPK cílili léky,“ říká Garcia.
Díky dvojímu inženýrství indukovatelného genu AMPK u myší mohou vědci navíc řídit, kde v těle k této aktivaci AMPK dochází – všude, nebo jen ve vybrané tkáni či tkáních.
Pro otestování užitečnosti nového modelu vědci vyvinuli myši, které mohly mít AMPK aktivovanou v játrech. Poté podskupinu těchto myší krmili dietou s vysokým obsahem tuků, která vedla k obezitě vyvolané dietou a nadměrnému hromadění tuků v játrech. Tento stav odpovídá nealkoholickému ztukovatění jater (NAFLD) u lidí, což je hlavní forma chronického onemocnění jater u dospělých Američanů.
U myší s NAFLD i bez ní se po aktivaci AMPK snížila hladina tuků v játrech – zpomalila se tvorba nových tuků a stávající tuky se metabolizovaly. Navíc když byla AMPK aktivována u myší, které byly krmeny dietou s vysokým obsahem tuků, byly myši chráněny před přibýváním na váze a obezitou a měly méně známek zánětu jater.
„Tato práce potvrzuje, že AMPK je dobrým cílem pro léčbu NAFLD,“ říká Garcia. „Je to další potvrzení toho, že aktivátory AMPK by měly být testovány klinicky.“
Kromě účinků na jaterní tuk aktivace AMPK – i když byla omezena na játra – také snížila hladinu tuků jinde v těle, což naznačuje, že byly ovlivněny hormony uvolňované játry do zbytku těla.
„Tyto výsledky naznačují, že AMPK by mohla být potenciálně účinným lékem na řadu onemocnění u lidí,“ říká Shaw, který je držitelem ceny Williama R. G. Shaw. Brody Chair.
Výzkumníci dále plánují studovat aktivaci AMPK v mnoha dalších tkáních, včetně svalů, kde vědci předpokládali, že by AMPK mohla mít dramatický účinek.
„Kromě NAFLD se nabízí širší otázky, zda genetická aktivace AMPK ve svalech napodobuje cvičení a zda aktivace AMPK v pozdější fázi života organismu může podpořit délku života,“ říká Shaw.
