Американские ученые идентифицировали в человеческом теле ранее неизученный пептид – BRP – и провели исследования его воздействия на животных. Полученные данные свидетельствуют о том, что он способствует уменьшению чувства голода и снижению жировой массы без каких-либо негативных последствий для здоровья. По своему принципу действия BRP схож с медикаментами, используемыми для коррекции веса и основанными на ГПП-1, к которым относится семаглутид, однако предполагается, что он оказывает воздействие другим способом: не через кишечный тракт или поджелудочную железу, а главным образом посредством центральных нервных путей в головном мозге, включая участки гипоталамуса, ответственные за контроль аппетита. Создатели новой научной работы рассматривают это открытие как потенциальную основу для разработки принципиально новых лекарственных препаратов против ожирения.

Проблема избыточного веса является глобальной проблемой на протяжении многих лет. Огромное количество людей во всем мире безуспешно пытаются избавиться от лишних килограммов, прибегая к различным диетам, физическим нагрузкам и биологически активным добавкам. До недавнего времени существовало крайне мало эффективных лекарственных средств для решения этой задачи – имеющиеся препараты, такие как орлистат или фентермин, демонстрировали лишь незначительный эффект.

Переломный момент наступил с появлением препаратов, содержащих семаглутид — вещество, являющееся аналогом естественного гормона глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1), который активирует соответствующие рецепторы и участвует в регуляции аппетита, уровня сахара в крови и функционировании пищеварительной системы. Эти медикаменты, известные под торговыми марками «Оземпик» и «Вегови», продемонстрировали выдающиеся результаты в снижении массы тела и быстро приобрели широкую популярность во всем мире.

Однако у каждого эффективного средства есть свои ограничения. Семаглутид воздействует не только на головной мозг, но и на ткани желудочно-кишечного тракта, поджелудочную железу и другие органы организма. В связи с этим пациенты, принимающие эти лекарства, могут испытывать побочные эффекты, такие как тошнота, рвотные ощущения, запоры или диарея.

Кроме того, в процессе лечения наблюдается, может терятьуменьшение не только жировых отложений, но и доли тканей, которые не содержат жира, включая мышечную. По имеющимся данным, доля потерянной массы тела, приходящаяся на мышцы, может колебаться от 20 до 40 процентов, что вызывает тревогу у специалистов, так как существенная утрата этой ткани оказывает негативное воздействие на состояние здоровья.

Сотрудники Стэнфордского университета в Соединенных Штатах Америки во главе с патологоанатомом Катрин Свенссон ( Katrin Svensson) поставили перед собой масштабную цель: определить естественное соединение, которое воздействовало бы избирательно — исключительно на механизмы контроля аппетита в головном мозге (гипоталамус) – и не оказывало влияния на другие функциональные системы организма.

Свенссон и ее научная группа обратили свое внимание на природные соединения, которые организм вырабатывает для контроля различных функций. Исследователи выдвинули гипотезу о том, что среди этих веществ могут быть скрыты ранее неидентифицированные сигналы, воздействующие на аппетит и метаболизм.

Основной трудностью являлся поиск молекул, способных внутри тела делиться на небольшие частички — пептиды. Некоторые из этих веществ выполняют функцию сигналов и могут проявлять свойства гормонов; однако выявление необходимых соединений среди огромного числа потенциальных вариантов с использованием обычных подходов представляет собой сложную задачу.

Для преодоления этой проблемы исследователи применили технологии искусственного интеллекта. Они создали программу Peptide Predictor, которая провела анализ тысяч человеческих белков в поисках пептидов, обладающих вероятной активностью.

В ходе анализа система определила 373 белка, из которых, по мнению алгоритма, могло образоваться 2683 потенциальных пептидных фрагмента. Специалисты отобрали сто наиболее многообещающих кандидатов и протестировали их эффективность на клетках, напоминающих нейроны.

Особое внимание привлек один из выделенных пептидов – BRP, который формируется из белка BRINP2. Несмотря на свою небольшую длину — всего двенадцать аминокислотных остатков — он демонстрировал значительную биологическую эффективность. В лабораторной модели нейронов гипоталамуса воздействие BRP приводило к увеличению интенсивности сигналов приблизительно в десять раз, по сравнению с образцами-контроляторами.

Дальнейшие исследования выявили роль данного пептида в управлении механизмами, определяющими аппетит, количество потребляемой пищи и энергетические затраты организма.

После проведения лабораторных тестов ученые приступили к изучению воздействия BRP на живых существах. Пептид был протестирован на мышах и мини-свиньях породы Юкатан (Yucatan minipigs). Выбор последних обусловлен тем, что их метаболические процессы и пищевое поведение в ряде аспектов схожи с человеческими.

Введение BRP непосредственно перед приемом пищи вызывало снижение объема потребляемой еды у обоих видов животных на 50 процентов в течение последующего часа.

Вторым этапом исследования стала работа с подопытными особями – мышами, страдающими от избыточного веса. В течение двух недель им ежедневно вводили BRP. За указанный срок особи демонстрировали снижение массы тела примерно на три грамма, причем уменьшение затрагивало исключительно жировую прослойку. Для сопоставления, у контрольной группы животных без лечения за тот же период наблюдался набор веса аналогичной величины. Помимо этого, в группе подопытных, получавших инъекции BRP, была отмечена улучшенная способность усваивать глюкозу и повышенная реакция на инсулин.

Специалисты не ограничились анализом благоприятных изменений, но также проверили отсутствие потенциальных негативных последствий. У испытуемых не было выявлено значительных признаков тошноты, потери аппетита, проблем с дефекацией, уменьшения потребления жидкости, нарушений моторики или проявлений беспокойства. Также не зафиксировано существенной редукции мышечной массы.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что BRP может оказывать влияние на чувство голода более специфически по сравнению с многими существующими лекарственными средствами, основанными на ГПП-1.

Тем не менее, до проведения клинических испытаний BRP остается значительный путь. Специалисты пока не идентифицировали рецептор, посредством которого данный пептид воздействует на нервные клетки, и поэтому еще недостаточно понимают принципы его действия. Также неизвестно, будет ли организм человека реагировать на BRP аналогичным образом по отношению к организмам мышей и свиней. Необходимо установить, сохранится ли эффект подавления аппетита при продолжительном использовании препарата, а также насколько безопасным окажется данная методика. Как и многие короткие пептиды, BRP может подвергаться быстрому разрушению в организме. Поэтому команде Свенссон предстоит разработать методы для продления его активности.

Научная работа опубликована в журнале Nature.