
Американским ученым удалось добиться стойкой нормализации
уровня глюкозы у мышей и крыс с диабетом путем единственной инъекции сигнальной
молекулы в мозг. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.
Сотрудники Вашингтонского университета в Сиэтле с коллегами
из других научных центров страны решили использовать фактор роста фибробластов
1 типа (FGF1),
поскольку он связывается со всеми известными типами рецепторов к FGF, не требуя корецепторов (в
предыдущих работах применяли FGF19 и FGF21, которые действуют не на все
рецепторы и нуждаются в корецепторе β-Klotho; их подкожная инъекция приводила к
нормальзации уровня глюкозы на несколько суток). В качестве модели сахарного
диабета 2 типа использовали мышей и крыс с генетически запрограммированным
дефицитом лептина.
В латеральный желудочек мозга животных однократно вводили
три микрограмма FGF1,
что в десять раз меньше, чем необходимо для гипогликемического эффекта при
подкожной инъекции (такой путь введения обеспечивал эффект в течение 42 часов).
Спустя шесть часов уровень глюкозы в крови животных снизился на четверть. Дальнейшее
наблюдение за животными, ограниченными в пище и евшими досыта, показало, что
через неделю после инъекции уровень сахара полностью нормализовался. Этот
эффект сохранялся в течение 17 недель, после чего мониторинг прекратили, сочтя,
что достигнута стойкая ремиссия. У здоровых животных изменений уровня сахара
после инъекции FGF1 не
наблюдалось.
Снижение уровня глюкозы у животных не было связано с
изменениями выработки инсулина и глюкагона (гормонов поджелудочной железы,
регулирующих обмен сахара), однако требовало достаточной базальной секреции
инсулина. Последующие эксперименты показали, что этот эффект также не зависел
от количества потребляемой пищи и массы тела, а также от активности
гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (то есть выработки гормона
кортизола, повышающего уровень глюкозы). Полученные результаты удалось
воспроизвести и на любых других моделях диабета у животных, значит, контроль
уровня глюкозы не был связан и с обменом лептина.
Ученые выяснили, что центральное действие FGF1 стимулирует захват и утилизацию
глюкозы печенью и скелетными мышцами, но не другими тканями, причем этот эффект
не связан с модулированием действия инсулина и глюкагона. Механизм подобной регуляции
еще предстоит уточнить, однако исследователи предполагают, что он связан с
перестройкой нейрональных связей, регулирующих метаболическую активность
периферических тканей. В пользу этого свидетельствует повышение экспрессии
фактора транскрипции c-Fos в таницитах и повышение плотности синаптических
связей в гипоталамусе, которые наблюдались у животных после инъекции FGF1.
Сам FGF1
вряд ли будет использоваться в качестве лечения диабета, поскольку он
стимулирует деление клеток и может иметь канцерогенный эффект. Однако
обнаружение ранее неизвестного центрального механизма регуляции уровня глюкозы
открывает путь к созданию принципиально новых эффективных сахароснижающих
лекарств.
«С более общей точки зрения, наше исследование показало, что
мозг способен обеспечить долгосрочное снижение уровня глюкозы», — пояснил ведущий
автор работы Джаред Скарлетт (Jarrad Scarlett).
FGF1
— представитель семейства фактора роста фибробластов, которые обеспечивают
деление и жизненный цикл клеток. Они играют важную роль в эмбриональном
развитии, морфогенезе, органогенезе, восстановлении тканей, росте сосудов, а
также росте и распространении опухолей.
Олег Лищук
