Ожирение связано не менее чем с 13 видами рака, в том числе двумя наиболее распространенными (грудная клетка и колоректальный), а также с сердечно-сосудистыми заболеваниями, которые остаются основной причиной смерти во всем мире.
Самый вредный вид ожирения вызван чрезмерным накоплением так называемого «глубокого» жира. В отличие от жировых отложений, расположенных непосредственно под кожей, глубоко или «висцерально», жировые отложения находятся внутри нашей брюшной полости, где они окружают жизненно важные органы. В нормальных количествах висцеральный жир поддерживает различные фундаментальные функции, например репродуктивную функцию. Однако, когда его слишком много, он производит нездоровый уровень белков и гормонов, которые негативно влияют на соседние ткани и органы.
«Избыточный висцеральный жир очень опасен, и в то же время его очень трудно устранить», - объясняет Энрике Вейга-Фернандес, главный исследователь и содиректор исследовательской программы Champalimaud в Португалии. «В этом проекте наша команда намеревалась изучить механизмы, которые естественным образом его уменьшают, в надежде обнаружить потенциальные клинические применения».
Исследование, проведенное командой, оказалось успешным. Результаты исследования на мышах, опубликованные сегодня в журнале Nature , представляют первый известный нейроиммунный процесс, с помощью которого сигналы мозга управляют иммунной функцией в запасах висцерального жира. Это открытие предлагает несколько новых подходов к борьбе с ожирением и заболеваниями, связанными с ожирением.
Глубокое исследование глубокого жира
Висцеральный жир может выглядеть как однородная желтая масса, но на самом деле это сложная неоднородная ткань. Помимо жировых клеток , он также содержит нервные волокна и множество различных типов клеток, включая иммунные клетки . Команда была особенно заинтересована в типе иммунных клеток, называемых ILC2 (врожденные лимфоидные клетки 2-го типа).
«ILC2 необходимы для различных иммунных функций во многих тканях и органах, включая поддержание общего благополучия жировой ткани. Однако мы не знали, какие клетки контролируют ILC2 в висцеральном жире и какие молекулярные сообщения они используют для передачи», - объясняет Ана Филипа Кардосо, первый автор исследования.
Предыдущие результаты лаборатории показали, что в легких нервная система напрямую контролирует активность ILC2. Команда ожидала найти здесь похожий механизм, но вместо этого они обнаружили нечто совершенно иное. «Нейроны и иммунные клетки не разговаривали друг с другом», - вспоминает Кардозу. «Итак, мы исследовали других кандидатов в ткани, наконец, натолкнувшись на довольно неожиданного« посредника »».
Намного больше, чем просто сторонний наблюдатель
Примечательно, что важнейший медиатор нейроиммунной коммуникации в висцеральном жире до недавнего времени считался просто сторонним наблюдателем. «Мезенхимные клетки (МСК) широко игнорировались около одного-двух десятилетий назад», - говорит Вейга-Фернандес. «Широко распространено мнение, что они в основном производят каркас ткани, над которым другие клетки будут« выполнять работу ». Однако с тех пор ученые обнаружили, что МСК выполняют несколько важных активных ролей ».
С помощью серии сложных экспериментов исследователи определили как цепочку команд, так и молекулярные сообщения, которыми обмениваются на всех этапах. «Все начинается с нейронных сигналов, поступающих на МСК. МСК затем отправляют сообщение на ILC2, на которое ILC2 реагируют, приказывая жировым клеткам повысить свой метаболизм жиров», - резюмирует Кардосо.
«Как будто нервные и иммунные клетки не говорят на одном языке, а МСК служат интерпретатором», - добавляет Вейга-Фернандес. «В более широком контексте это имеет смысл. МСК эффективно составляют экосистему ткани», и поэтому они идеально подходят для точной настройки активности других клеток ».
Все начинается с мозга
Теперь, когда команда определила местную схему сжигания жира, они поднялись по лестнице, спрашивая, что в первую очередь движет нейронной активностью в хранилищах висцерального жира .
«Нервные волокна внутри висцерального жира относятся к так называемой периферической нервной системе. Они отвечают за различные физиологические процессы, такие как регулирование кровяного давления», - объясняет Кардосо. «Но периферическая нервная система не является главой. Она управляется центральной нервной системой, к которой принадлежит мозг. Поэтому мы спросили, какая структура мозга находится на самом верху в цепочке управления?»
Команда определила область в гипоталамусе (названную PVH) в качестве источника. Эта структура, расположенная у основания мозга, является центром управления разнообразным набором процессов, начиная от метаболизма и заканчивая репродукцией, желудочно-кишечными и сердечно-сосудистыми функциями.
«Это очень важное открытие», - говорит Вейга-Фернандес. «Это первый наглядный пример нейронной цепи между телами, которая преобразует информацию мозга в иммунную функцию, связанную с ожирением. Это также вызывает много новых вопросов. Например, что заставляет PVH подавать команду« сжигания жира »? что-то, связанное с поведением, например, употребление определенных продуктов питания или упражнения? Или это зависит от внутренних метаболических сигналов? Или и того, и другого? Это белый холст - мы не знаем, что это такое, и это невероятно увлекательно ».
Новые горизонты в борьбе с ожирением
По словам команды, эти результаты предоставляют несколько потенциальных подходов к манипуляциям по сжиганию висцерального жира. «Определенная нами многоступенчатая ось предлагает множество точек доступа к метаболизму висцерального жира. Теперь мы можем начать думать о том, как использовать эти новые знания для борьбы с висцеральным ожирением и, следовательно, снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний и рака», - отмечает Кардосо.
Вейга Фернандес добавляет, что эти усилия уже начались. «Это то, чем мы сейчас занимаемся. Не в лаборатории, которая продолжает заниматься вопросами фундаментальных исследований, а в контексте начинающей компании под названием LiMM Therapeutics, которая базируется здесь, в Центре неизведанного Шампалимо».
«Самым сложным в таком проекте, как этот, является то, что вы действительно работаете на переднем крае. Это больше не иммунология и не нейробиология. Вы должны овладеть технологиями, методами и подходами, которые являются междисциплинарными или междисциплинарными. «Некоторые из них даже не существуют, и вы должны разрабатывать их с нуля. Но в то же время концептуальная задача волнует: мы действительно идем в неизвестность», - заключает Вейга-Фернандес.
