Forskere har utviklet nye stoffer som bekjemper fett og betennelse

Modifiserte derivater av naturprodukter har ført til betydelige terapeutiske fremskritt og kommersiell suksess de siste årene. Mentol er en naturlig forekommende syklisk mentolalkohol som finnes i en rekke planter, spesielt medlemmer av myntefamilien som peppermynte og grønnmynte. Det er en vanlig ingrediens i et bredt spekter av konfekt, tyggegummi og munnpleieprodukter. Interessant nok har mentol også høy medisinsk verdi på grunn av dens smertestillende, betennelsesdempende og krefthemmende effekter.

I en fersk studie utviklet og studerte et team av forskere ledet av professor Gen-Ichiro Arimura fra Institutt for biovitenskap og teknologi, Tokyo University of Science, Japan, mentylestere av valin (MV) og isoleucin (MI), som er derivater av mentol oppnådd ved å erstatte hydroksylgruppen med henholdsvis valin og isoleucin.

Resultatene deres ble publisert i tidsskriftet Immunology.

Professor Arimura delte motivasjonen bak det nåværende arbeidet og sa: «Funksjonelle komponenter i planter som bidrar til menneskers helse har alltid interessert meg. Oppdagelsen av nye molekyler fra naturlige materialer inspirerte vår forskningsgruppe til å utvikle disse aminosyrederivatene av mentol.»

Forskerne begynte med å syntetisere mentylestere av seks aminosyrer, karakterisert ved mindre reaktive sidekjeder. Deretter evaluerte de egenskapene til disse esterne ved hjelp av in vitro-studier på cellelinjer. Til slutt utførte de eksperimenter på mus for å studere effekten av disse forbindelsene under induserte sykdomstilstander. De eksepsjonelle antiinflammatoriske profilene til MV og MI ble bestemt ved å vurdere transkripsjonsnivåene av tumornekrosefaktor-α (Tnf) i stimulerte makrofagceller.

Overraskende nok presterte både MV og MI bedre enn mentol i den antiinflammatoriske testen. RNA-sekvenseringsanalyse viste at 18 gener involvert i inflammatoriske og immunresponser ble effektivt undertrykt.

Forskerne gikk videre og studerte virkningsmekanismen til mentylestere. De fant ut at lever X-reseptoren (LXR), en intracellulær kjernereseptor, spiller en viktig rolle i de antiinflammatoriske effektene, og dette er uavhengig av den kuldefølsomme transiente reseptoren TRPM8, som primært oppdager mentol.

Ved å dykke dypere ned i den LXR-avhengige aktiveringen av MV og MI, fant de at Scd1-genet, sentralt for lipidmetabolismen, ble aktivert av LXR. Hos mus med indusert tarmkolitt ble dessuten de antiinflammatoriske effektene ytterligere bekreftet av undertrykkelsen av transkripsjonsnivåene av Tnf- og Il6-gener av MV eller MI på en LXR-avhengig måte.

Motivert av oppdagelsen av den intracellulære mekanikken til LXR-SCD1, antok professor Arimura og teamet hans at mentylestere har anti-fedmeegenskaper. De fant at disse esterne hemmet adipogenese, akkumulering av fett, spesielt i det mitotiske kloniske ekspansjonsstadiet i 3T3-L1 adipocyttceller. I dyrestudier ble diettindusert fedme hos mus redusert og adipogenese undertrykt.

Mentylestere har unike fordeler i forhold til andre antiinflammatoriske eller fedmebekjempende forbindelser som det forskes på eller brukes for tiden. Deres spesifikke virkningsmekanismer, som bidrar til deres doble antiinflammatoriske og fedmebekjempende effekter, skiller dem fra andre forbindelser og kan gjøre dem spesielt effektive i behandling av både inflammatoriske tilstander og metabolske lidelser. De kan være nyttige for visse populasjoner, for eksempel de med kroniske inflammatoriske sykdommer, metabolsk syndrom eller fedmerelaterte komplikasjoner.

«Selv om denne studien fokuserte på deres funksjoner og virkningsmekanismer i sykdomsmodeller relatert til betennelse og fedme, forventer vi at disse forbindelsene også vil være effektive mot et bredt spekter av metabolsk syndromrelaterte sykdommer som diabetes og hypertensjon, samt allergiske symptomer», bemerket professor Arimura optimistisk.

Avslutningsvis fremhever denne studien viktigheten og verdien av multifunksjonelle molekyler utvunnet fra naturlige stoffer. Fremtidige studier av disse nye og overlegne mentylesterne kan føre til utvikling av terapeutiske forbindelser for å bekjempe de økende helseproblemene forbundet med fedme og betennelsestilstander.