Грызунов вылечили от диабета единственной инъекцией в мозг

Американским ученым удалось добиться стойкой нормализации уровня глюкозы у мышей и крыс с диабетом путем единственной инъекции сигнальной молекулы в мозг. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.

Сотрудники Вашингтонского университета в Сиэтле с коллегами из других научных центров страны решили использовать фактор роста фибробластов 1 типа (FGF1), поскольку он связывается со всеми известными типами рецепторов к FGF, не требуя корецепторов (в предыдущих работах применяли FGF19 и FGF21, которые действуют не на все рецепторы и нуждаются в корецепторе β-Klotho; их подкожная инъекция приводила к нормальзации уровня глюкозы на несколько суток). В качестве модели сахарного диабета 2 типа использовали мышей и крыс с генетически запрограммированным дефицитом лептина.

В латеральный желудочек мозга животных однократно вводили три микрограмма FGF1, что в десять раз меньше, чем необходимо для гипогликемического эффекта при подкожной инъекции (такой путь введения обеспечивал эффект в течение 42 часов). Спустя шесть часов уровень глюкозы в крови животных снизился на четверть. Дальнейшее наблюдение за животными, ограниченными в пище и евшими досыта, показало, что через неделю после инъекции уровень сахара полностью нормализовался. Этот эффект сохранялся в течение 17 недель, после чего мониторинг прекратили, сочтя, что достигнута стойкая ремиссия. У здоровых животных изменений уровня сахара после инъекции FGF1 не наблюдалось.

Снижение уровня глюкозы у животных не было связано с изменениями выработки инсулина и глюкагона (гормонов поджелудочной железы, регулирующих обмен сахара), однако требовало достаточной базальной секреции инсулина. Последующие эксперименты показали, что этот эффект также не зависел от количества потребляемой пищи и массы тела, а также от активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (то есть выработки гормона кортизола, повышающего уровень глюкозы). Полученные результаты удалось воспроизвести и на любых других моделях диабета у животных, значит, контроль уровня глюкозы не был связан и с обменом лептина.

Ученые выяснили, что центральное действие FGF1 стимулирует захват и утилизацию глюкозы печенью и скелетными мышцами, но не другими тканями, причем этот эффект не связан с модулированием действия инсулина и глюкагона. Механизм подобной регуляции еще предстоит уточнить, однако исследователи предполагают, что он связан с перестройкой нейрональных связей, регулирующих метаболическую активность периферических тканей. В пользу этого свидетельствует повышение экспрессии фактора транскрипции c-Fos в таницитах и повышение плотности синаптических связей в гипоталамусе, которые наблюдались у животных после инъекции FGF1.

Сам FGF1 вряд ли будет использоваться в качестве лечения диабета, поскольку он стимулирует деление клеток и может иметь канцерогенный эффект. Однако обнаружение ранее неизвестного центрального механизма регуляции уровня глюкозы открывает путь к созданию принципиально новых эффективных сахароснижающих лекарств.

«С более общей точки зрения, наше исследование показало, что мозг способен обеспечить долгосрочное снижение уровня глюкозы», — пояснил ведущий автор работы Джаред Скарлетт (Jarrad Scarlett).

FGF1 — представитель семейства фактора роста фибробластов, которые обеспечивают деление и жизненный цикл клеток. Они играют важную роль в эмбриональном развитии, морфогенезе, органогенезе, восстановлении тканей, росте сосудов, а также росте и распространении опухолей.

Олег Лищук