Ich zistenia, uverejnené v časopise Príroda , posvietiť si na fenomén známy ako redukčný stres a na to, ako genetické a environmentálne faktory, ako napríklad strava, ovplyvňujú tento rizikový faktor vznikajúcich chorôb.
K redukčnému stresu dochádza, keď si bunky vytvoria nadbytok elektrónov, ktoré zohrávajú zásadnú úlohu pri výrobe energie.
„Jedlo, ktoré jeme, má tendenciu byť veľmi bohaté na elektróny, “hovorí Vamsi Mootha, MD, Oddelenie molekulárnej biológie generálneho omša, a hlavný autor knihy Príroda študovať. "Ale ak existuje nerovnováha medzi ponukou a dopytom po týchto elektrónoch-konkrétne, nadbytočné zásoby-môžete získať reduktívny stres. “
Strava s vysokým obsahom tukov a konzumácia alkoholu môžu spôsobiť redukčný stres v pečeňových bunkách. Aj keď je reduktívny stres spojený s niektorými vzácnymi genetickými poruchami známymi ako mitochondriálne choroby, jeho úloha v bežnejších podmienkach nebola dostatočne študovaná.
Moothov kolega a hlavný autor štúdie, Hromadný generálny hepatológ Russell Goodman, MD, DPhil, dohliadal na tím, ktorý podával geneticky upravený enzým nazývaný LbNOX do pečene laboratórnych myší, ktorým bol podaný alkohol.
„Alkohol generuje tonu elektrónov, a to spôsobuje veľa redukčného stresu, "hovorí Goodman. Napriek tomu LbNOX zabránil myšiam vyvinúť reduktívny stres." Štúdia ukázala, že tento genetický nástroj môžeme použiť na kontrolu reduktívneho stresu v pečeni, “hovorí.„ Môžeme to dať a vziať to preč. “
Tím identifikoval metabolit v krvi nazývaný alfa-hydroxybutyrát, ktorý stúpal, keď sa elektróny nahromadili v pečeňových bunkách.
To vyšetrovateľov zaujalo, pretože hladiny alfa-hydroxybutyrátu sú spojené s inzulínovou rezistenciou, rizikový faktor pre diabetes typu 2, a obezita.
Predchádzajúca genetická analýza spájala hladiny alfa-hydroxybutyrátu u ľudí s variantom v géne nazývanom GCKR, ktorý sa vyskytuje asi u 50 percent ľudí a zdá sa, že ovplyvňuje riziko mnohých chorôb a nezdravých vlastností, napríklad tukové ochorenie pečene a zvýšené hladiny krvných tukov nazývané triglyceridy.
Ukázali, že mutácia GCKR v bunkách myších pečene je spojená s vysokými hladinami alfa-hydroxybutyrátu, spojením s redukčným stresom.
Dôležité je, táto štúdia (financovaná Nadáciou Marriott) zistila, že liečba reduktívneho stresu pomocou LbNOX znižuje hladiny triglyceridov, ktoré zvyšujú riziko srdcovocievnych chorôb, a zlepšené metabolické faktory, vrátane inzulínovej rezistencie.
Mootha sa domnieva, že alfa-hydroxybutyrát by mohol byť použitý ako biomarker na testovanie redukčného stresu a že LbNOX môže jedného dňa slúžiť ako liečba chorôb spôsobených metabolickou dysfunkciou.
LbNOX posilňuje novú triedu štúdií, ktoré nazývame „príčinný metabolizmus“. Umožňujú nám, prvýkrát, manipulovať s metabolizmom v živých organizmoch a zistiť, aké sú dôsledky. “
Vamsi Mootha, M.D., Hlavný autor, Riaditeľ, Katedra molekulárnej biológie, Všeobecná nemocnica v Massachusetts