Studie avslører hvordan diabetesmedisin fremmer sunn aldring
Leger foreskriver ofte metformin for å hjelpe mennesker med type 2-diabetes å senke blodsukkernivået. Legemidlet øker insulinfølsomheten gjennom dens effekter på glukosemetabolismen.
Imidlertid, selv om det er klare bevis for metformins effektivitet, forstår forskere ikke helt hvordan det samhandler med celler og vev på molekylært nivå.
Nå, en ny Cellerapporter Studien har kartlagt metforminaktivitet i leveren og gitt noen overraskende resultater.
Ved hjelp av cellekulturer og mus identifiserte forskerne mange biokjemiske brytere for å slå forskjellige celle- og molekylære prosesser av og på.
Funnene belyser ikke bare metformins mekanisme for glukosekontroll, men også på et overraskende antall andre reaksjoner og veier.
Forskerne foreslår for eksempel at de nye funnene kan bidra til å forklare nylige avsløringer om metformins tilsynelatende evne til å fremme sunn aldring.
Store kliniske studier av metformin er allerede i gang for å teste stoffets effektivitet når det gjelder å forlenge levetiden og helsetiden - det vil si andelen av en persons levetid som de bruker med god helse. Imidlertid har den underliggende biokjemien vært uklar.
Team fra tre forskningssentre jobbet med studien: Salk Institute for Biological Studies, Scripps Research Institute - begge i La Jolla, CA - og Weill Cornell Medical College i New York.
"Disse resultatene," sier Reuben J. Shaw, en av de tilsvarende forfatterne av studien, "gir oss nye veier å utforske for å forstå hvordan metformin fungerer som et diabetesmedisin, sammen med dets helsestrekkende effekter."
"Dette er veier som verken vi, eller noen andre, hadde forestilt oss," legger han til.
Shaw er professor i molekylær og cellebiologi ved Salk Institute og direktør for Salk Cancer Center.
Et gammelt stoff med mange potensielle bruksområder
Mennesker begynte først å bruke metformin som et glukosesenkende middel for mer enn 60 år siden. Forskere har vist at behandlingen reduserer for tidlige dødsfall blant personer med type 2-diabetes.
Mer nylig har forskere funnet at metformin kan være effektivt under en rekke andre forhold, inkludert fedme, kreft, metabolsk syndrom, polycystisk ovariesyndrom og ikke-alkoholholdig fettleversykdom.
Annen nyere forskning har også antydet at metformin kan ha anti-aldringseffekter og en evne til å beskytte bein, spesielt i de tidlige fasene av revmatoid artritt.
Inntil den nye studien var forskernes forståelse av de biokjemiske effektene av metformin begrenset til å vite at stoffet aktiverer en signalvei kalt AMPK. Denne veien spiller en nøkkelrolle i å balansere energinivået i celler.
Prof. Shaw hadde også oppdaget at når næringsstoffnivået er lavt, holder AMPK-banen tilbake celleveksten og endrer stoffskiftet. Forskere har sett denne effekten i kreft. Å vite dette førte til at professor Shaw og kollegaer lurte på om metformin også kan fungere gjennom andre veier.
Nye veier kan forklare anti-aldringseffekter
For den nye studien brukte teamene en "kvantitativ proteomikkplattform" for å skjerme kinaser. Dette er signalproteiner som kan slå celleprosesser på og av.
Forskerne fant hundrevis av kinaser som bytter aktivitet reagerer raskt på metformin med potensiell innvirkning på sunn aldring. Mange av signalveiene fungerer uavhengig av AMPK.
Forskere var allerede klar over to av banene - proteinkinase D og MAPKAPK2 - og at de gjelder cellulær stress. Dette kan forklare sammenhengen med sunn aldring og innvirkningene på forlenget levetid og helsespenn.
De nye funnene antyder at fordelene med metformin for sunn aldring kan være gjennom interaksjon med proteinkinase D og MAPKAPK2.
"Vi hadde aldri forestilt oss at disse to kinasene ville ha noe med metformin å gjøre," bemerker prof. Shaw.
Forskerne identifiserte også nye mål og cellemekanismer som AMPK-banen kontrollerer som også kan være avgjørende for metformins suksess.
Teamene planlegger å fortsette å studere de nye signalveiene for å utdype forståelsen av de mange effektene av metformin.
De er opptatt av å finne ut hvordan alle individer, ikke bare de med type 2-diabetes, kan ha nytte av metformin og hvilke mål som kan være involvert.
"Resultatene utvider vår forståelse av hvordan metformin induserer et mildt stress som utløser sensorer for å gjenopprette metabolsk balanse, noe som forklarer noen av fordelene som er rapportert tidligere, for eksempel utvidet sunn aldring hos modellorganismer som tar metformin."
Prof. Reuben J. Shaw
