Terapie

Una nuova terapia migliora l’obesità e il diabete di tipo 2 nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi

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Questa terapia, che utilizza il rilascio prolungato di ossido nitrico, può essere un modo nuovo, efficiente e sicuro per prevenire e curare molteplici malattie metaboliche.

Una nuova terapia sviluppata presso l’ Università dell’Alabama a Birmingham migliora l’obesità e il diabete di tipo 2 nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi. La terapia agisce attraverso il rilascio prolungato di ossido nitrico, una sostanza chimica gassosa di segnalazione la cui funzione più importante nel corpo è il rilassamento dei muscoli interni dei vasi sanguigni.

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“Poiché la ridotta biodisponibilità dell’ossido nitrico è il segno distintivo della sindrome cardiometabolica, la fornitura di ossido nitrico esogeno a un livello sostenuto può essere un modo efficace per trattare la sindrome cardiometabolica”, ha affermato Jeonga Kim, Ph.D., leader dello studio UAB. “La strategia di riduzione del peso corporeo mediante la somministrazione locale di ossido nitrico può essere un modo nuovo, efficiente e sicuro per prevenire e curare molteplici malattie metaboliche”.

Questo studio , pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces, ha utilizzato un ingegnoso gel nanomatrix autoassemblante in grado di rilasciare una raffica di ossido nitrico nelle prime 24 ore, seguito da un rilascio prolungato di ossido nitrico per quattro settimane. Il gel è stato sviluppato dai ricercatori UAB Ho-Wook Jun, Ph.D., e Brigitta Brott, MD, ed è concesso in licenza tramite l’ UAB Harbert Institute for Innovation and Entrepreneurship dalla loro società spin-off UAB, Endomimetics LLC.

Il gel è stato iniettato per via sottocutanea in topi di 8 settimane ogni due settimane per 12 settimane. I topi iniettati con gel e i topi di controllo sono stati alimentati con una dieta ricca di grassi, nota per indurre obesità e insulino-resistenza.

Alla fine delle 12 settimane, i topi all’ossido nitrico avevano guadagnato il 17% in meno di peso corporeo, rispetto ai controlli, e quella differenza di peso era dovuta principalmente alla diminuzione del grasso, non della massa magra o del contenuto di acqua. I ricercatori hanno visto una maggiore fosforilazione dell’enzima lipasi sensibile agli ormoni e una riduzione delle dimensioni delle cellule adipose nel tessuto adiposo bianco dell’epididimo, o eWAT. L’aumento della lipolisi può spiegare il peso corporeo ridotto, dice Kim.

I topi con ossido nitrico hanno anche mostrato una migliore tolleranza al glucosio e una diminuzione dei livelli sierici di insulina e leptina a digiuno.

Kim e colleghi hanno trovato cambiamenti ad ampio raggio nelle misure di infiammazione e metabolismo nei topi con ossido nitrico, rispetto ai controlli. L’espressione di quattro geni infiammatori, incluso un marcatore per i macrofagi, è stata ridotta in eWAT.

Il gel di ossido nitrico sembrava anche stimolare l’imbrunimento del tessuto adiposo, attraverso una maggiore espressione genica della proteina 1 disaccoppiata nel tessuto adiposo marrone e nel tessuto adiposo beige. È noto che l’ossido nitrico aumenta la biogenesi mitocondriale, un meccanismo per la conversione degli adipociti bianchi in adipociti beige. Il tessuto adiposo bruno, o grasso bruno, produce calore per mantenere la temperatura corporea in condizioni di freddo. Anche le cellule adipose nel tessuto adiposo bruno e nel tessuto adiposo inguinale dei topi con ossido nitrico erano più piccole delle cellule dei controlli.

Il gel di ossido nitrico ha anche protetto contro la steatosi epatica non alcolica, come si vede dal basso peso del fegato, dalla riduzione dei trigliceridi nel fegato e dalla riduzione dei trigliceridi e del colesterolo nel siero del sangue. Il gel di ossido nitrico ha anche migliorato la sensibilità all’insulina, misurata dall’aumentata espressione di cinque molecole di segnalazione dell’insulina nel muscolo scheletrico, nel fegato o nell’eWAT.

I topi che hanno ricevuto il gel di ossido nitrico avevano anche migliorato il flusso sanguigno cerebrale e hanno mostrato una capacità di apprendimento spaziale significativamente migliorata, come misurato dal test del labirinto d’acqua di Morris. Non è noto se quei cambiamenti fossero un effetto diretto dell’ossido nitrico o fossero mediati dagli effetti neuroprotettivi dell’adipocita beige.

I coautori con Kim, Jun e Brott nello studio , “La somministrazione sottocutanea di gel di nanomatrice a rilascio di ossido nitrico migliora l’obesità e la resistenza all’insulina nei topi obesi indotti da una dieta ricca di grassi”, sono Guang Ren e Sushant Bhatnagar, Dipartimento di Medicina della UAB , Divisione di Endocrinologia, Diabete e Metabolismo ; Patrick Tae Joon Hwang e Reid Millican, Endomimetics, LLC, Birmingham, Alabama; Juhee Shin, UAB Dipartimento di Ingegneria Biomedica ; Brigitta C. Brott e Martin E. Young, Dipartimento di Medicina UAB, Divisione di Malattie Cardiovascolari ; e Thomas van Groen e Craig M. Powell, Dipartimento di Neurobiologia dell’UAB .

All’UAB, Kim è professore associato presso il Dipartimento di Medicina dell’UAB, Divisione di Endocrinologia, Diabete e Metabolismo, ed è una scienziata presso l’UAB Comprehensive Diabetes Center .

Il supporto è arrivato dall’UAB e dalle sovvenzioni del National Institutes of Health DK079626, HL128695, HL163802, AG058078, DK95975-03, DK120684-01, DK109789 e NS047466.

I dipartimenti di Medicina e Neurobiologia si trovano presso la Marnix E. Heersink School of Medicine dell’UAB . L’ingegneria biomedica è un dipartimento congiunto della Heersink School of Medicine e della UAB School of Engineering .

Jeonga Kim, Ph.D.
CREDITO: UAB

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