Anti-verouderingseiwitten kunnen diabetes, obesitas en kanker behandelen
Een familie van langlevende eiwitten is voor het eerst in detail onderzocht. Het nieuwe inzicht kan helpen bij het creëren van innovatieve behandelingen voor een reeks ziekten, waaronder sommige vormen van kanker, obesitas en diabetes.
Een familie van moleculen genaamd Klotho-eiwitten intrigeert al decennia lang onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het verouderingsproces.
Ze zijn 'vernoemd naar de Griekse godin die de levensdraad heeft gesponnen'. Ze zijn betrokken bij de stofwisseling en lijken ook een rol te spelen bij een lang leven.
Studies eind jaren negentig toonden aan dat muizen met gemuteerde Klotho-genen lijden aan een aandoening die lijkt op vroegtijdige veroudering: ze hadden een veel kortere levensduur, werden onvruchtbaar en ontwikkelden zelfs arteriosclerose, osteoporose en emfyseem, evenals huidatrofie.
Een latere studie toonde ook aan dat de overexpressie van Klotho-genen de levensduur van muizen verlengde door insuline en insuline-achtige groeifactor 1-signalering te veranderen.
Klotho onderzoeken
Een recente studie geeft een frisse, meer gedetailleerde kijk op de structuur van deze eiwitten. De onderzoekers wilden beter begrijpen wat ze in het lichaam doen en hoe ze dat doen. De wetenschappers, van de Yale University in New Haven, CT, zijn van mening dat hun bevindingen gevolgen hebben voor de toekomstige behandeling van veel aandoeningen, waaronder obesitas, diabetes en sommige vormen van kanker.
Er zijn twee eiwitten in de Klotho-familie: alfa en bèta. Beide zijn receptoren die op de membranen van bepaalde weefsels zitten. Ze werken samen met moleculen die endocriene FGF's worden genoemd en die metabolische processen in weefsels en organen, waaronder de hersenen, lever en nieren, reguleren.
Klotho-eiwitten en FGF's werken nauw samen. In feite hebben degenen die geïnteresseerd zijn in een lang leven al enige tijd gedebatteerd of Klotho-eiwitten of FGF's de moleculen zijn die verantwoordelijk zijn voor het veranderen van veroudering.
Met behulp van röntgenkristallografie bouwde het team een gedetailleerd beeld op van de structuur van beta-Klotho. De resultaten worden deze week gepubliceerd in het tijdschrift Natuur.
Hun eerste ontdekking was dat bèta-Klotho de primaire receptor is voor FGF21, een hormoon dat wordt geproduceerd tijdens uithongering. FGF21 heeft een reeks effecten - het verhoogt bijvoorbeeld de insulinegevoeligheid en verbetert het glucosemetabolisme om gewichtsverlies te induceren.
Senior studie auteur Joseph Schlessinger, die voorzitter is van farmacologie aan de Yale School of Medicine, legt de betekenis van deze bevinding uit door te zeggen: “Net als insuline stimuleert FGF21 het metabolisme, inclusief de opname van glucose.
"Bij dieren en in sommige klinische onderzoeken met FGF21", vervolgt hij, "toont het aan dat je het verbranden van calorieën kunt verhogen zonder de voedselinname te veranderen, en we begrijpen nu hoe we de biologische activiteit van FGF21 kunnen verbeteren."
Klotho therapeutisch gebruiken
Als de activiteit van dit hormoon farmacologisch kan worden gestimuleerd, kan het nuttig zijn bij de behandeling van aandoeningen zoals diabetes en obesitas. In de paper beschrijft het team ook een variant van FGF21 die 10 keer krachtiger is en mogelijk een nog groter therapeutisch voordeel biedt.
Bovendien vonden ze bewijs van hoe glycosidase - een soortgelijk gestructureerd enzym dat suikers afbreekt - evolueerde tot een hormoonreceptor 'die de bloedsuikerspiegel verlaagt'. Zoals Schlessinger toevoegt, is dit "misschien geen toeval."
Er is een enorme behoefte aan effectievere behandelingen voor obesitas en diabetes, dus alles dat een nieuwe route kan bieden, zal waarschijnlijk veel aandacht krijgen.
Het zou nuttig kunnen zijn om dit pad te verbeteren. Aan de andere kant van de medaille geloven de auteurs dat het blokkeren van de route kan leiden tot betere behandelingen voor leverkanker en botziekten.
Schlessinger besluit met een samenvatting van de lange weg die voor ons ligt: "De volgende stap zal zijn om betere hormonen te maken, nieuwe krachtige blokkers te maken, dierstudies te doen en verder te gaan." Meer studies zitten al in de pijplijn.
