Nuove conoscenze sulla regolazione dell'assunzione di cibo nei mammiferi
Nuovi approcci terapeutici per l'obesità e il diabete
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Un team internazionale, di cui fanno parte anche scienziati dell'Università di Lipsia, ha acquisito nuove importanti conoscenze sulla regolazione dell'assunzione di cibo nei mammiferi. Lo studio, recentemente pubblicato sulla rinomata rivista scientifica PNAS, dimostra che la disponibilità relativa di acidi grassi saturi e monoinsaturi all'interno del sistema di membrane ramificate della cellula - il reticolo endoplasmatico (ER) - svolge un ruolo centrale nella regolazione dell'assunzione di cibo. I ricercatori hanno anche identificato un potenziale precursore genetico del gruppo di recettori GLP-1R/GIPR. Questo potrebbe aprire nuove strade per lo sviluppo di terapie contro l'obesità e i disturbi metabolici.
Lo studio ha analizzato l'assunzione di cibo nel nematode C. elegans, fornendo nuove conoscenze evolutive sul processo di regolazione. Questo organismo è ampiamente utilizzato nella ricerca per studiare lo sviluppo e la genetica. In particolare, a differenza dei mammiferi, manca sia dell'ormone leptina che dei recettori della leptina coinvolti nella regolazione dell'assunzione di cibo. L'assunzione di cibo è regolata dal reticolo endoplasmatico (ER), attraverso un equilibrio tra acidi grassi saturi e monoinsaturi. Questo processo è attivato dal sensore di stress IRE-1 (inositol-requiring enzyme 1), situato nella membrana dell'ER, che influenza il comportamento attraverso la serotonina neuronale e la coppia di ligandi-recettori accoppiati a proteine G PDF-1/PDFR-1, una coppia di segnali coinvolta nella comunicazione cellulare e nella regolazione di specifici processi fisiologici. Questo meccanismo innesca sia segnali edonici - associati agli aspetti piacevoli del mangiare - sia segnali omeostatici, che riflettono le esigenze fisiologiche dell'organismo.
Questi due tipi di segnalazione interagiscono per regolare l'assunzione di cibo. Lo studio dimostra che questo sistema è omologo ai sistemi GLP-1/GIP dei mammiferi, che svolgono un ruolo importante nella regolazione dei livelli di glucosio nel sangue e dell'assunzione di cibo. Pur avendo un effetto modesto, la coppia di segnali PDF-1/PDFR-1 contribuisce, ad esempio nei topi, a ridurre il peso corporeo e a migliorare il controllo della glicemia. Ciò potrebbe rivelarsi promettente per i futuri trattamenti dell'obesità e del diabete.
La collaborazione tra i ricercatori in questo campo è iniziata nel 2024, quando il professor Ronald Kahn della Harvard Medical School e la professoressa Annette Beck-Sickinger dell'Università di Lipsia hanno partecipato congiuntamente al simposio internazionale "Obesity Mechanism", organizzato dal Collaborative Research Centre 1052 della Facoltà di Medicina dell'Università di Lipsia. Il progetto è stato guidato da ricercatori del Joslin Diabetes Center di Boston e dell'Università di Harvard a Cambridge, Massachusetts, che sono stati responsabili del disegno generale dello studio e hanno condotto gli esperimenti chiave in vivo su nematodi e topi. Sono stati supportati da diverse università e istituti di ricerca rinomati negli Stati Uniti, in Cina e in Giappone. A Lipsia, la ricercatrice Hannah Lentschat, che lavora nel gruppo della professoressa Annette Beck-Sickinger, ha sviluppato, sintetizzato e testato i peptidi analizzati nello studio, piccole molecole proteiche che svolgono un ruolo centrale nella regolazione del metabolismo. Il gruppo ha anche condotto importanti esperimenti in vitro, che hanno fornito preziose indicazioni sulla modalità d'azione di queste sostanze.
I risultati dello studio verranno ora approfonditi all'interno del Centro di eccellenza per il metabolismo di Lipsia (LeiCeM), un polo di ricerca centrale per le malattie metaboliche dell'Università di Lipsia. Il Centro di ricerca collaborativo 1423, Structural Dynamics of GPCR Activation and Signaling, non solo ha sostenuto la collaborazione in termini di competenze e infrastrutture, ma ha anche fornito risorse essenziali, in particolare per le complesse sintesi dei peptidi. "Questo studio presenta un nuovo paradigma per comprendere la regolazione dell'appetito in risposta ai segnali metabolici. I nostri risultati suggeriscono che l'assunzione di cibo è regolata da una complessa interazione di segnali edonici e fisiologici", afferma la professoressa Annette Beck-Sickinger, portavoce del CRC 1423 e uno degli autori principali dello studio.
I ricercatori intendono basarsi su questi risultati in ulteriori studi per chiarire i precisi meccanismi molecolari e i parallelismi evolutivi tra nematodi e mammiferi. Ciò potrebbe portare a nuove terapie per l'obesità e i disturbi metabolici basate sulla regolazione dell'assunzione di cibo attraverso segnali metabolici e neuronali.
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