Boj proti tukům a zánětům: vědci vyvinuli nové sloučeniny

Modifikované deriváty přírodních produktů vedly v posledních letech k významnému terapeutickému pokroku a komerčnímu úspěchu. Menthol je přirozeně se vyskytující cyklický mentolový alkohol, který se nachází v řadě rostlin, zejména v rostlinách z čeledi hluchavkovitých, jako je máta peprná a máta klasnatá. Je běžnou složkou v široké škále cukrovinek, žvýkaček a produktů ústní hygieny. Zajímavé je, že mentol má také vysokou léčivou hodnotu díky svým analgetickým, protizánětlivým a protirakovinným účinkům.

V nedávné studii tým vědců vedený profesorem Gen-Ichiro Arimurou z katedry biologických věd a technologií Tokijské univerzity věd v Japonsku vyvinul a studoval menthylové estery valinu (MV) a isoleucinu (MI), což jsou deriváty mentolu získané nahrazením jeho hydroxylové skupiny valinem, respektive isoleucinem.

Jejich výsledky byly publikovány v časopise Immunology.

Profesor Arimura se podělil o motivaci, která stála za jeho současnou prací: „Funkční složky rostlin, které přispívají k lidskému zdraví, mě vždy zajímaly. Objev nových molekul z přírodních materiálů inspiroval naši výzkumnou skupinu k vývoji těchto aminokyselinových derivátů mentolu.“

Výzkumníci začali syntézou menthylesterů šesti aminokyselin, které se vyznačují méně reaktivními postranními řetězci. Poté vyhodnotili vlastnosti těchto esterů pomocí in vitro studií na buněčných liniích. Nakonec provedli experimenty na myších, aby studovali účinky těchto sloučenin v indukovaných onemocněních. Výjimečné protizánětlivé profily MV a MI byly stanoveny hodnocením transkripčních hladin tumor nekrotizujícího faktoru α (Tnf) ve stimulovaných makrofágových buňkách.

Překvapivě jak MV, tak MI překonaly mentol v protizánětlivém testu. Analýza sekvenování RNA ukázala, že 18 genů zapojených do zánětlivých a imunitních reakcí bylo účinně potlačeno.

Vědci šli dále a studovali mechanismus účinku menthylesterů. Zjistili, že jaterní receptor X (LXR), intracelulární jaderný receptor, hraje důležitou roli v protizánětlivých účincích, a to nezávisle na přechodném receptoru TRPM8 citlivém na chlad, který primárně detekuje mentol.

Při hlubším zkoumání aktivace mikrovaskulárního receptoru (MV) a miokarboxylázy (MI) závislé na LXR zjistili, že gen Scd1, který je klíčový pro metabolismus lipidů, byl aktivován LXR. Navíc u myší s indukovanou střevní kolitidou byly protizánětlivé účinky dále potvrzeny potlačením transkripčních hladin genů Tnf a Il6 pomocí MV nebo MI způsobem závislým na LXR.

Profesor Arimura a jeho tým, motivováni objevem intracelulárního mechanismu LXR-SCD1, vyslovili hypotézu, že menthylové estery mají vlastnosti proti obezitě. Zjistili, že tyto estery inhibují adipogenezi, tedy hromadění tuku, zejména ve fázi mitotické klonické expanze v adipocytech 3T3-L1. Ve studiích na zvířatech byla u myší zmírněna obezita vyvolaná stravou a potlačena adipogeneze.

Menthylestery mají oproti jiným protizánětlivým nebo protiobezitním sloučeninám, které jsou v současnosti předmětem výzkumu nebo používání, jedinečné výhody. Jejich specifické mechanismy účinku, které přispívají k jejich dvojímu protizánětlivému a protiobezitnímu účinku, je odlišují od jiných sloučenin a mohou je činit obzvláště účinnými při léčbě zánětlivých stavů i metabolických poruch. Mohou být užitečné pro určité populace, například pro osoby s chronickými zánětlivými onemocněními, metabolickým syndromem nebo komplikacemi souvisejícími s obezitou.

„Zatímco se tato studie zaměřila na jejich funkce a mechanismy účinku v modelech onemocnění souvisejících se zánětem a obezitou, očekáváme, že tyto sloučeniny budou účinné také proti široké škále onemocnění souvisejících s metabolickým syndromem, jako je cukrovka a hypertenze, a také proti alergickým příznakům,“ optimisticky poznamenal profesor Arimura.

Závěrem lze říci, že tato studie zdůrazňuje důležitost a hodnotu multifunkčních molekul odvozených z přírodních látek. Budoucí studie těchto nových a lepších menthylových esterů by mohly vést k vývoji terapeutických sloučenin pro boj s rostoucími zdravotními problémy spojenými s obezitou a zánětlivými stavy.