Диабет – заболевание, с которым трудно справиться. Пероральные препараты, инъекции инсулина, тщательный контроль уровня сахара в крови, изменения в питании и упражнения могут влиять на режим лечения человека. Теперь исследователи изучают новый, более простой подход: имплантация полимерной губки в жировую ткань. Их исследование показало, что у тучных мышей с симптомами, напоминающими диабет 2-го типа, имплантат уменьшал прибавку в весе и уровень сахара в крови, заставляя жир снижаться "разговаривать" опять таки.
Исследователи представляют свои результаты сегодня на 254-м Национальном собрании & Экспозиция Американского химического общества (ACS).
"Мы приближаемся к диабету как тканевые инженеры," Майкл Гауэр, Ph.D., говорит. "Когда люди плохо питаются, не тренируются и находятся в состоянии сильного стресса, они набирают вес. Когда запасы жира становятся слишком большими, связь с другими частями тела нарушается, что может привести к диабету. Что мы пытаемся сделать, так это возобновить этот разговор."
Несколько лет назад эндокринологи и другие специалисты обнаружили, что жир является эндокринным органом, вопреки давнему убеждению, что это просто пассивный резервуар энергии в организме. Он высвобождает соединения, регулирующие энергию и обмен веществ, и помогает другим органам реагировать на инсулин и глюкозу.
При диабете основные органы и ткани, такие как мозг, печень и скелетные мышцы, которым для правильного функционирования требуется высокий уровень глюкозы, теряют способность принимать молекулу сахара из кровотока и использовать ее в качестве энергии. В результате в крови накапливается глюкоза, что может привести к гипергликемии, которая токсична для многих органов и тканей.
Лаборатория Гауэра в Университете Южной Каролины (USC) в сотрудничестве с физиологами мышц и эндокринологами также из USC хотела восстановить нарушенную связь между жиром и другими органами и тканями. В своей постдокторской работе в Северо-Западном университете Гауэр использовал похожие губки из поли (лактид-гликолид), или PLG, для доставки островков поджелудочной железы в жировые подушечки мышей в качестве терапии диабета 1 типа. Будучи доцентом Университета Южной Калифорнии, он хотел посмотреть, какое влияние на жир оказывает только этот материал.
Майкл Хендли, докторант лаборатории Университета Южной Калифорнии в Гауэре, имплантировал губки PLG в большие жировые подушечки живота тучным мышам, у которых развились симптомы, напоминающие симптомы диабета 2 типа. В течение одной недели жировые клетки, иммунные клетки и кровеносные сосуды мышей заполнили поры имплантата. После трех недель диеты с высоким содержанием жиров у мышей с губками наблюдалось увеличение жировых отложений на 10 процентов, в то время как у мышей без имплантата количество жира увеличивалось на 30 процентов. В икроножных мышцах обработанных мышей уровень белка, который, как известно, помогает транспортировать глюкозу из кровотока в мышечные клетки, был на 60% выше, чем у необработанных мышей, и у них был более низкий уровень сахара в крови, чем у контрольных животных.
У обработанных мышей не было никаких признаков негативных побочных эффектов от материала. Полимер, используемый для изготовления губки, уже используется в стентах, швах и других имплантируемых устройствах.
Теперь исследователи пытаются определить, почему губка PLG снижает жир и снижает уровень глюкозы в крови, чтобы они могли еще больше настроить подход и сделать его более эффективным. Они также пропитывают губку биоактивными молекулами, чтобы посмотреть, могут ли они повысить ее активность. В соответствующем исследовании, также представленном на встрече, лаборатория обнаружила, что инкапсуляция ресвератрола – известного красного вина – усиливает действие губки PLG.
Гауэр говорит, "Я думаю, что действительно захватывающим в этой работе и ее последствиях является то, что мы смотрим на то, как имплантация этого биоматериала в жировую ткань, которая имеет способность взаимодействовать с другими органами, влияет на все тело."