Nowa metoda badania metabolizmu tłuszczów
Bez tłuszczów nasze ciało nie mogło by działać – dostarczają energii i służą jako ważny budulec, w tym jako warstwa ochronna żywych komórek. Z zaburzeniami w metabolizmie tłuszczów wiążą się liczne choroby, od otyłości do nowotworów. Badanie tego metabolizmu może być wkrótce możliwe, dzięki pracy naukowców z Instytutu LIMES na Uniwersytecie w Bonn, którzy opisali jak można monitorować jego pracę w pojedynczej komórce wątroby. Wyniki opublikowano w „Nature Methods”.
Kiedy mowa o tłuszczu w naszym ciele, większość ludzi myśli o „przyległościach” w okolicach brzucha i bioder. Wbrew obiegowym opiniom, nikt jednak – dowodzi prof. Christoph Thiele z Instytutu LIMES – nie mógłby przetrwać bez lipidów, jak związki te nazywa się w nomenklaturze chemicznej. Lipidy są nośnikami ważnej dla nas energii. Dla przykładu, osoba chora na raka, której metabolizm jest zachwiany, może drastycznie szybko tracić na wadze. Lipidy pełnią jeszcze jedną niezwykle ważną funkcję – są budulcem dla zewnętrznej warstwy błony komórkowej, między innymi dla komórek mózgowych. I dlatego zaburzenia metabolizmu mogą być też podstawą chorób neurologicznych.
Właśnie dlatego naukowcy próbują ustalić metody, umożliwiające prześledzenie całego procesu od przyswajania tłuszczów w procesie metabolizmu po ich wydalanie. Jak dotąd, żeby oznaczyć „ścieżki tłuszczowe” posługiwano się substancjami radioaktywnymi, barwnikami fluorescencyjnymi lub ciężkimi izotopami wodoru. Problem z tą metodą polega jednak na tym, że często nie da się rozróżnić oznaczonych i nieoznaczonych substancji i z tego powodu trzeba oznaczać ich dużą ilość. Sporym utrudnieniem jest też rozkład substancji.
Zespół biochemików z Uniwersytetu w Bonn pod kierownictwem Klausa Wunderlinga i Philippa Leyendeckera zaprezentował właśnie nowy, znacznie wrażliwszy i bardziej efektywny sposób śledzenia tłuszczów – jak dotąd wypróbowany w badaniach na myszach. Do komórek wątroby myszy badacze dodali kwasy tłuszczowe oznaczone dodatkowym potrójnym wiązaniem węglowym, czyli tak zwaną grupą alkinową. W ten sposób powiązali produkty metaboliczne, które chcieli śledzi, z tak zwaną cząsteczką reporterową, czyli jednostką, której odmienność umożliwia jej obserwowanie za pomocą spektrometru mas.
– Reakcja rozkładu, która przy tym zachodzi, wytwarza bardzo silny sygnał w spektrometrze, w przypadku tak oznaczonych substancji – wyjaśnia prof. Thiele. – A to pozwala na bardzo czytelne rozróżnienie między oznaczonymi i nieoznaczonymi lipidami. Pomiar jest około tysiąc razy bardziej wrażliwy niż w dotychczasowych metodach. Na dodatek jest znacznie szybszy – wyniki osiągamy w zakresie minut a nie, jak dotąd, w zakresie godzin.
Tą metodą można śledzić ponad sto różnych markerów lipidowych w komórkach tej samej wątroby. To oznacza, że możliwe jest szczegółowe prześledzenie zarówno normalnej, jak i patologicznej ścieżki metabolicznej.
Badanie wątroby myszy było rozwiązaniem, które wydało się badaczom najbardziej oczywiste, ponieważ to właśnie wątroba jest głównym ośrodkiem procesów metabolicznych tłuszczy. Metoda nie jest jeszcze gotowa do zastosowania u człowieka, ponieważ nie są jeszcze znane jak kwasy tłuszczowe w połączeniu z grupą alkinową zadziałają na ludzki organizm. Tym niemniej, badacze liczą na to, że ich metoda może być bardzo skutecznym narzędziem w badaniu efektów ubocznych leków wpływających na metabolizm tłuszczów.
Artykuł źródłowy: Christoph Thiele, Klaus Wunderling, Philipp Leyendecker: Multiplexed and single cell tracing of lipid metabolism, Nature Methods, DOI: 10.1038/s41592-019-0593-6
Opracowano na podstawie informacji prasowej Shipment tracking for "fat parcels" in the body opublikowanej na stronie internetowej LIMES Institute w Bonn.
