Milijonai žmonių vartoja metforminą, 2 tipo diabeto vaistą, mažinantį cukraus kiekį kraujyje. Taip pat buvo įrodyta, kad „stebuklingas vaistas“ lėtina vėžio augimą, pagerina COVID rezultatus ir mažina uždegimą. Tačiau iki šiol mokslininkai negalėjo nustatyti, kaip tiksliai vaistas veikia.
Naujas Šiaurės vakarų medicinos tyrimas pateikė tiesioginių įrodymų su pelėmis, kad vaistas grįžtamai sumažina ląstelės energijos tiekimą, trukdydamas mitochondrijoms, kad sumažintų gliukozės kiekį.
Tiksliau sakant, metforminas blokuoja tam tikrą ląstelės energijos gamybos mechanizmo dalį, vadinamą mitochondrijų kompleksu I. Tai darydamas, vaistas gali nukreipti ląsteles, kurios gali prisidėti prie ligos progresavimo, nepadarydamas didelės žalos normalioms, sveikoms ląstelėms.
Tyrimas publikuojamas žurnale Mokslo pažanga.
„Šis tyrimas suteikia mums aiškesnį supratimą apie tai, kaip veikia metforminas“, – sakė atitinkamas autorius Navdeepas Chandelis, Davidas W. Cugellas, medicinos profesorius (pulmonologija ir kritinė priežiūra), Chan Zuckerberg iniciatyvos tyrėjas ir biochemijos bei biochemijos profesorius. molekulinė genetika Šiaurės vakarų universiteto Feinbergo medicinos mokykloje. Pirmasis tyrimo autorius yra Colleen Reczek, Feinbergo medicinos (plaučių ir kritinės priežiūros medicinos) profesorius.
„Šis tyrimas žymiai pagerina mūsų supratimą apie metformino veikimo mechanizmą”, – sakė Chandelis. „Nors milijonai žmonių vartoja metforminą, tikslaus jo veikimo mechanizmo supratimas buvo paslaptis. Šis tyrimas padeda paaiškinti, kad metforminas mažina cukraus kiekį kraujyje, trukdydamas mitochondrijoms ląstelėse.”
Metforminas diabetui gydyti buvo naudojamas daugiau nei 60 metų. Santykinai nebrangūs vaistai, gaunami iš Prancūzijos alyvmedžio augalo junginių, yra pirmoji gynybos linija daugeliui pacientų, sergančių 2 tipo cukriniu diabetu visame pasaulyje, sakė Chandelis. JAV kai kurie pacientai jį vartoja kartu su kitais vaistais, tokiais kaip nauji diabeto ir svorio mažinimo vaistai – semaglutidai, tokie kaip Ozempic arba Mounjaro.
Mokslininkai turi daug teorijų apie metformino poveikį ląstelėms, tačiau teorijos dažnai yra pagrįstos skirtingų sričių tyrimais ir pateikia tik netiesioginius hipotezes patvirtinančius įrodymus, sakė Chandelis.
„Kiekvienais metais atsiranda naujas mechanizmas, naujas metformino tikslas, o kelerius ateinančius metus žmonės diskutuoja apie tai ir nepasiekia bendro sutarimo“, – sakė Chandelis.
Kadangi metforminui reikalingas transporteris, kad patektų į ląstelių vidų, kur gyvena mitochondrijos, jis veikia tik keletą ląstelių tipų, daugiausia žarnyne, kepenyse ir inkstuose. Siekdamas išbandyti mitochondrijų komplekso I vaidmenį sumažinant gliukozės kiekį, Reczek sukūrė peles, genetiškai modifikuotas išreikšti mielių fermentą (NDI1), kuris imituoja mitochondrijų kompleksą I, bet yra atsparus metformino slopinimui.
Jie palygino pelių gliukozės kiekį kraujyje su metforminu ir be jo bei su ekspresuotu mielių NDI1 baltymu arba be jo. Paskyrus metforminą, kontrolinių pelių gliukozės kiekis sumažėjo. Priešingai, NDI1 ekspresuojančios pelės pagerino metformino gliukozės kiekio sumažėjimą, o tai rodo, kad metforminas nukreiptas į mitochondrijų kompleksą I, kad sumažintų gliukozės kiekį.
„NDI1 ekspresuojančios pelės nebuvo visiškai atsparios jo gliukozės kiekį mažinančiam poveikiui, o tai rodo, kad metforminas tam tikru mastu gali būti nukreiptas ir į kitus būdus, tačiau reikia daugiau tyrimų”, – sakė Chandelis.
Anksčiau Chandel grupė naudojo NDI1, kad parodytų, kad metformino priešvėžinis poveikis ląstelėse, kurios ekspresuoja metformino transporterį, taip pat buvo dėl mitochondrijų komplekso I slopinimo vėžio ląstelėse.
Be to, vienas iš dabartinio tyrimo bendraautorių, daktaras Scottas Budingeris, Feinbergo medicinos skyriaus plaučių ir kritinės priežiūros vadovas, anksčiau kartu su Chandel įrodė, kad metforminas gali sumažinti užterštumo sukeltą pelių uždegimą, trukdydamas mitochondrijų kompleksas I.
„Manome, kad įvairus metformino poveikis gliukozės kiekiui mažinti, uždegimo mažinimas ir galimas jo priešvėžinis poveikis iš dalies gali būti paaiškintas mitochondrijų komplekso I slopinimu“, – sakė Chandelis. „Galų gale kiti turės patvirtinti mūsų mintį apie mitochondrijų komplekso I slopinimą kaip vienijantį mechanizmą, paaiškinantį, kaip metforminas gali pagerinti žmonių sveikatos būklę.