L’obesità e le malattie metaboliche, come il diabete, sono estremamente comuni negli Stati Uniti. Piccole proteine chiamate microproteine sono state a lungo trascurate nella ricerca, ma nuove prove dimostrano che hanno un ruolo importante nel metabolismo. Gli scienziati di Salk hanno scoperto che sia il grasso bruno che quello bianco sono pieni di migliaia di microproteine precedentemente sconosciute e mostrano che una di queste microproteine, chiamata Gm8773, può aumentare l’appetito nei topi.
Questi risultati, pubblicati in Metabolismo cellulare il 3 gennaio 2023, potrebbe portare allo sviluppo di una terapia per aiutare le persone ad aumentare di peso in determinate situazioni patologiche, come durante la chemioterapia per il cancro. Inoltre, stabilendo l’esistenza di queste microproteine, il team fornisce una risorsa preziosa alla comunità scientifica per studiare anche le microproteine.
“È fondamentale comprendere meglio i processi che regolano l’obesità e la salute metabolica al fine di fornire terapie migliori per il futuro”, afferma il professore di Salk Alan Saghatelian, autore corrispondente dello studio e titolare della cattedra del Dr. Frederik Paulsen. “Avere questo elenco di microproteine aiuterà il campo del metabolismo a identificare nuovi attori in una varietà di malattie metaboliche. E abbiamo dimostrato una microproteina biologicamente attiva che promuove l’alimentazione, così come altre microproteine coinvolte nel metabolismo dei grassi”.
Il tessuto adiposo secerne molte proteine diverse per regolare l’alimentazione, il bilancio energetico e la produzione di calore. Il grasso bianco, noto come “grasso cattivo”, si trova spesso appena sotto la pelle e nella regione addominale. Questo tipo di grasso funge da deposito di energia ed è correlato all’obesità e ad altre malattie causate dall’eccesso di peso. Al contrario, il grasso bruno o “grasso buono” si trova intorno alle spalle e lungo il midollo spinale. Il grasso bruno è associato a una corretta alimentazione, esercizio fisico e salute.
In questo studio, gli scienziati hanno utilizzato tecnologie genomiche innovative per esaminare il grasso marrone, bianco e beige (un altro tipo di grasso con caratteristiche simili sia al grasso bianco che a quello bruno) nelle cellule di topo. Hanno scoperto 3.877 geni che producono microproteine sia nel grasso bianco che in quello bruno. Inoltre, hanno esplorato i livelli di questi geni nei topi alimentati con una dieta occidentale ricca di grassi e hanno collegato centinaia di microproteine ai cambiamenti nel metabolismo del tessuto adiposo. Nel complesso, l’analisi evidenzia per la prima volta molte microproteine probabilmente rilevanti dal punto di vista metabolico.
“Abbiamo fornito una tabella di marcia su come utilizzare al meglio i nostri dati per collegare e infine caratterizzare i ruoli delle microproteine nelle vie metaboliche fondamentali”, afferma il primo autore Thomas Martinez, un ex borsista postdottorato nel laboratorio di Saghatelian che ora è assistente professore alla UC Irvine.
Il team si è anche concentrato su una microproteina chiamata Gm8773, situata nel centro di alimentazione del cervello, chiamato ipotalamo. La posizione della microproteina nel cervello ha suggerito che potrebbe svolgere un ruolo nell’appetito. Infatti, quando gli scienziati hanno somministrato Gm8773 a topi obesi, i topi hanno consumato più cibo. Esiste anche un gene umano simile a Gm8773 chiamato FAM237B, e questo gene potrebbe agire in modo simile negli esseri umani per promuovere il mangiare. Secondo i ricercatori, questa microproteina potrebbe eventualmente essere sviluppata in una terapia per promuovere l’aumento di peso in coloro che subiscono un’estrema perdita di peso.
“Le nuove microproteine presentate nel nostro studio sono scoperte entusiasmanti per il campo del metabolismo e per lo studio della biologia dei grassi”, afferma l’autore co-corrispondente Chris Barnes, ex Novo Nordisk Research Center Seattle, Inc., ora capo della proteomica presso Velia Terapeutici. “Ci auguriamo che questa risorsa venga utilizzata per generare numerose nuove ipotesi sperimentali che la comunità scientifica possa testare nei propri laboratori e che questo lavoro porti all’identificazione di nuovi meccanismi in biologia”.
In futuro, gli scienziati hanno in programma di sviluppare strumenti per studiare i ruoli di Gm8773 e FAM237B con l’obiettivo di sviluppare infine una terapia in grado di aumentare l’appetito negli esseri umani.
Altri autori includono Cynthia Donaldson, Joan M. Vaughan, Calvin Lau e Maxim N. Shokhirev di Salk; Brian C. Searle della Ohio State University; Lindsay K. Pino e Michael J. MacCoss dell’Università di Washington; Eduardo V. De Souza e Cristiano V. Bizarro della Pontifcia Universidade Catolica do Rio Grande do Sul in Brasile; e 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 e Andrew J. Whittle del Novo Nordisk Research Center Seattle, Inc.
Il lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health (R01 GM133981, P41 GM103533, R24
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