Исследователи разработали соединение, которое создает эффект физических упражнений для здоровья, но без выполнения самих упражнений. Оно активирует белок ERR, который обычно приводится в действие физической активностью. То есть препарат ученых, по сути, обманывает клетки, заставляя их вести себя так, как будто они испытали нагрузку. Однажды этот способ может привести к появлению новых методов лечения мышечной атрофии, сердечной недостаточности и нейродегенеративных заболеваний. Эксперименты на грызунах оказались обнадеживающими. В будущем такие соединения можно будет принимать как обычную таблетку.
Упражнения вызывают изменения в метаболизме посредством активации специфических белков, называемых эстроген-связанными рецепторами (ERR). Они бывают трех форм: ERRα, ERRβ и ERRγ. После десяти лет исследований ученые создали соединение под названием SLU-PP-332. Хотя оно активирует все три рецептора, основной мишенью был ERRα, который трудно активировать. Этот рецептор играет решающую роль в управлении реакцией организма на физическую нагрузку и других жизненно важных функциях мышц. В экспериментах на мышах SLU-PP-332 увеличивал выработку мышечных волокон, устойчивых к утомлению, повышая выносливость грызунов на беговой дорожке.
Чтобы разработать SLU-PP-332, команда проанализировала структуру ERR и процесс его связывания с активирующими молекулами. Затем исследователи использовали полученные данные для создания новых молекул, улучшающих это взаимодействие. С их помощью они усилили эффект SLU-PP-332, увеличили стабильность и снизили токсичность. Изучив РНК 15 000 генов в клетках сердечной мышцы мышей, исследователи сравнили SLU-PP-332 с новыми соединениями. Новые молекулы привели к значительному увеличению передачи сигналов РНК, что указывает на активацию большего количества генов, в том числе тех, которые имитируют эффекты физических упражнений.
Активация ERR такими соединениями, как SLU-PP-332, может привести к усилению митохондриального биогенеза, улучшению энергетического метаболизма и усилению окислительной способности клеток. Эти эффекты напоминают преимущества, которые обычно дает физическая активность, поскольку упражнения сами по себе улучшают митохондриальную функцию и метаболизм в клетках скелетных мышц.
Новые соединения могут бороться с ожирением, сердечной недостаточностью и возрастным снижением функции почек. Более того, они могут предложить новый подход к лечению нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, благодаря способности влиять на процессы в мозге.
Тем не менее, ничто не заменит тренировок. Физическая активность вызывает изменения во всем организме: от нервной системы до мышц и отдельных клеток. Но новый препарат наверняка повысит качество жизни людей, которые не могут заниматься спортом из-за физических ограничений или возраста. Кроме того, миметики упражнений потенциально могут использоваться в качестве дополнения к традиционным программам упражнений, усиливая эффект.
Хотя полученные результаты многообещающие, ученые хотят протестировать новые соединения на животных моделях, что впоследствии проложит путь к клиническим испытаниям.