Microproteïne verhoogt de eetlust bij muizen

Microproteïne verhoogt de eetlust bij muizen

Wetenschappers ontdekten meer dan 3,800 kleine eiwitten die betrokken zijn bij het metabolisme en ontdekten dat één microproteïne, Gm8773, de voedingsactiviteit bij muizen verhoogt, wat een potentiële nieuwe benadering biedt om gewichtstoename aan te moedigen bij mensen met kanker en andere ziekten

LA JOLLA—Obesitas en stofwisselingsziekten, zoals diabetes, komen zeer veel voor in de Verenigde Staten. Kleine eiwitten, microproteïnen genaamd, zijn lang over het hoofd gezien in onderzoek, maar nieuw bewijs toont aan dat ze een belangrijke rol spelen in het metabolisme. Wetenschappers van Salk hebben ontdekt dat zowel bruin als wit vet gevuld is met duizenden voorheen onbekende microproteïnen, en tonen aan dat een van deze microproteïnen, Gm8773 genaamd, de eetlust bij muizen kan verhogen.

Deze bevindingen, gepubliceerd in Cell Metabolism op 3 januari 2023, zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van een geneesmiddel om mensen te helpen aankomen in bepaalde ziektesituaties, zoals tijdens chemotherapie voor kanker. Bovendien biedt het team, door het bestaan ​​van deze microproteïnen vast te stellen, een waardevolle bron voor de wetenschappelijke gemeenschap om ook microproteïnen te bestuderen.

"Het is van vitaal belang om de processen die obesitas en metabole gezondheid reguleren beter te begrijpen om betere therapieën voor de toekomst te bieden", zegt Salk Professor Alan Saghatelian, co-corresponderende auteur van de studie en houder van de Dr. Frederik Paulsen-leerstoel. "Het hebben van deze lijst met microproteïnen zal het metabolisme helpen bij het identificeren van nieuwe spelers in een verscheidenheid aan stofwisselingsziekten. En we hebben één biologisch actief microproteïne aangetoond dat voeding bevordert, evenals andere microproteïnen die betrokken zijn bij het vetmetabolisme."

Vetweefsel scheidt veel verschillende eiwitten af ​​om de voeding, de energiebalans en de productie van warmte te reguleren. Wit vet, ook wel 'slecht vet' genoemd, bevindt zich vaak net onder de huid en in de buikstreek. Dit type vet fungeert als een energieopslagplaats en is gerelateerd aan obesitas en andere ziekten die worden veroorzaakt door overgewicht. Bruin vet of 'goed vet' bevindt zich daarentegen rond de schouders en langs het ruggenmerg. Bruin vet wordt geassocieerd met goede voeding, lichaamsbeweging en gezondheid.

In deze studie gebruikten de wetenschappers innovatieve genomics-technologieën om het bruine, witte en beige vet (een ander type vet met kenmerken die vergelijkbaar zijn met zowel wit als bruin vet) in muizencellen te onderzoeken. Ze ontdekten 3,877 genen die micro-eiwitten produceren in zowel wit als bruin vet. Bovendien onderzochten ze de niveaus van deze genen bij muizen die een vetrijk westers dieet kregen, en koppelden ze honderden microproteïnen aan veranderingen in het metabolisme van vetweefsel. Over het algemeen belicht de analyse voor het eerst veel waarschijnlijke metabolisch relevante microproteïnen.

"We hebben een routekaart opgesteld over hoe we onze gegevens het beste kunnen gebruiken om de rollen van microproteïnen in fundamentele metabolische routes te koppelen en uiteindelijk te karakteriseren", zegt eerste auteur Thomas Martinez, een voormalig postdoctoraal fellow in het laboratorium van Saghatelian, die nu assistent-professor is aan UC Irvine.

Het team richtte zich ook op een microproteïne genaamd Gm8773, gelegen in het voedingscentrum van de hersenen, de hypothalamus. De locatie van het microproteïne in de hersenen suggereerde dat het een rol kan spelen bij de eetlust. Toen de wetenschappers Gm8773 toedienden aan zwaarlijvige muizen, consumeerden de muizen inderdaad meer voedsel. Er is ook een menselijk gen dat lijkt op Gm8773, FAM237B genaamd, en dit gen zou op dezelfde manier bij mensen kunnen werken om het eten te bevorderen. Volgens de onderzoekers zou dit microproteïne uiteindelijk kunnen worden ontwikkeld tot een therapeutisch middel om gewichtstoename te bevorderen bij mensen die extreem gewichtsverlies ervaren.

"De nieuwe microproteïnen die in onze studie worden gepresenteerd, zijn opwindende ontdekkingen op het gebied van metabolisme en voor de studie van vetbiologie", zegt co-corresponderende auteur Chris Barnes, voorheen van Novo Nordisk Research Center Seattle, Inc., nu hoofd proteomics bij Velia Therapeutiek. "We hopen dat deze bron zal worden gebruikt om talloze nieuwe experimentele hypothesen te genereren die de wetenschappelijke gemeenschap in hun eigen laboratoria kan testen, en dat dit werk leidt tot de identificatie van nieuwe mechanismen in de biologie."

In de toekomst zijn de wetenschappers van plan hulpmiddelen te ontwikkelen om de rol van Gm8773 en FAM237B te onderzoeken met als doel uiteindelijk een geneesmiddel te ontwikkelen dat de eetlust bij mensen kan verhogen.

Andere auteurs zijn Cynthia Donaldson, Joan M. Vaughan, Calvin Lau en Maxim N. Shokhirev van Salk; Brian C. Searle van de Ohio State University; Lindsay K. Pino en Michael J. MacCoss van de Universiteit van Washington; Eduardo V. De Souza en Cristiano V. Bizarro van de Pontifcia Universidade Catolica do Rio Grande do Sul in Brazilië; en Sally Lyons-Abbott, Angie L. Bookout, Ariel Abramov, Arian F. Baquero, Karalee Baquero, Dave Friedrich, Justin Huard, Ray Davis, Bong Kim, Ty Koch, Aaron J. Mercer, Ayesha Misquith, Sara A. Murray, Sakara Perry, Christina Sanford, Alex Simon, Yu Zhang, Garrett Zipp en Andrew J. Whittle van Novo Nordisk Research Center Seattle, Inc.

Het werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (R01 GM133981, P41 GM103533, R24GM141156, U19 AG065156, P30CA014195, R01GM102491, RC2DK129961 en K01CA249038), Frederick Paulsen en de Ferring Foundation, een gesponsorde onderzoeksovereenkomst met Novo Nord isk Onderzoekscentrum Seattle, Inc., het National Institute of Science and Technology on Tuberculosis, Brazilië (421703-2017-2/17-1265-8/14.2.0914.1), de Nationale Raad voor Wetenschappelijke en Technologische Ontwikkeling van Brazilië (310344/2016-6), en de Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior—Brazilië.

DOI: 10.1016 / j.cmet.2022.12.004