La obesidad, que afecta a más de un tercio de los adultos estadounidenses, es más que un exceso de peso incómodo: es el causante de varias enfermedades, a menudo fatales, como presión arterial alta, diabetes, asma, accidente cerebrovascular y salud congestivafracaso, lo que la convierte en una de las amenazas más importantes para la salud pública. Se espera que el costo de tratar y controlar las enfermedades relacionadas con la obesidad se duplique cada década, aumentando a aproximadamente el 16% de todos los costos de atención médica de los EE. UU. para 2030.
Si bien la genética juega un papel importante, comer alimentos ricos en calorías y ricos en carbohidratos y grasas es una de las principales causas de esta epidemia, y aunque los médicos y nutricionistas recomiendan una dieta saludable y equilibrada como estrategia de prevención, muchas personas simplemente carecen de acceso asequible a alimentos frescos.La FDA ha aprobado varios medicamentos para bajar de peso que reducen el peso en aproximadamente un 10% en las últimas décadas, pero tienen importantes efectos secundarios que incluyen dolores de cabeza, diarrea, lesiones hepáticas graves, defectos congénitos, apnea del sueño, pancreatitis,y pensamientos suicidas.
Ahora, un nuevo estudio del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de Harvard y la Escuela John A. Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas SEAS descubrió que una sal líquida administrada por vía oral llamada Colina y Geranato CAGE puede reducir físicamente la absorción degrasas de los alimentos sin efectos secundarios perceptibles en ratas, y reduce el peso corporal total en aproximadamente un 12%. La investigación se informa en PNAS .
"Una reducción en el peso corporal del 12% es como hacer que un humano baje de 200 libras a 176, lo cual es un cambio significativo", dijo el primer autor Md Nurunnabi, Ph.D., ex becario postdoctoral en el Instituto Wyss ySEAS, que ahora es profesor asistente de ciencias farmacéuticas en la Universidad de Texas en El Paso. "Nuestro objetivo es traducir este trabajo en un producto que pueda ayudar a las personas a mantener un peso más saludable, y este estudio marca el comienzo de ese viaje."
Convertir un error en una característica
CAGE, que es una sal en estado líquido, fue creada hace unos años por el miembro de la Facultad Core de Wyss, Samir Mitragotri, Ph.D., como parte de un esfuerzo por mejorar la absorción de los medicamentos por el cuerpo. El año pasado, su laboratorio publicóun documento que describe la capacidad de CAGE para mejorar la absorción de insulina cuando se administra por vía oral. Sin embargo, en su estudio de las propiedades de CAGE, descubrieron que había una molécula que no era ayudada por el líquido: una pequeña molécula hidrofóbica. El equipo de Mitragotri tuvo el presentimiento de queLa JAULA de alguna manera se unía a esta molécula y evitaba que fuera absorbida.
"Esa observación nos llevó a preguntarnos si habría algún contexto en el que quisiéramos evitar la absorción de este tipo de molécula. Nos dimos cuenta de que las grasas son pequeñas e hidrofóbicas, y que la JAULA podría ser potencialmente interesante como tratamiento médicopara la obesidad ", dijo Mitragotri, quien también es Profesor Hiller de Bioingeniería y Profesor Hansjörg Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en SEAS.
Los investigadores se pusieron a trabajar evaluando las interacciones de CAGE con las grasas al mezclar el líquido con una grasa omega-3 llamada DHA y agua. Vieron que el DHA formó partículas grandes de aproximadamente 3-4 micras de longitud, aproximadamente del tamaño del núcleo de una célulaLas moléculas de DHA mezcladas solo con agua formaron partículas mucho más pequeñas en el rango de 50-400 nanómetros, lo que sugiere que existe cierta interacción entre las moléculas de CAGE y DHA que hace que se agreguen en partículas más grandes.
El equipo luego agregó la mezcla DHA-CAGE a intestinos de rata sanos ex vivo. En comparación con los intestinos que solo fueron inyectados con DHA, la inclusión de CAGE redujo significativamente la penetración de DHA en el tejido intestinal en el transcurso de seis horas.
Ayudando a las ratas a resistir la obesidad
Para evaluar el rendimiento de CAGE en organismos vivos, los investigadores prepararon cápsulas con una mezcla de DHA y CAGE y se las dieron por vía oral a las ratas. Después de seis horas, la cantidad de DHA absorbida en la sangre por la mezcla era aproximadamente la mitad de la cantidadeso fue absorbido cuando se les administró DHA solo.Los estudios de biodistribución mostraron que administrar CAGE junto con DHA aumentó su concentración en los estómagos e intestinos de las ratas dos veces y redujo su presencia en sus hígados, lo que sugiere que CAGE impide que DHA salga del tubo digestivo.tracto.
Luego estudiaron el efecto de CAGE sobre la absorción de grasa en ratas que fueron alimentadas con una dieta alta en grasas, que tiene un 20% más de grasa que una dieta regular, durante 30 días. Una dosis diaria de 10 microlitros de CAGE causó que las ratasaumentaron un 12% menos de peso que las ratas que recibieron una dosis de 5 microlitros o ninguna CAGE. Las ratas no tratadas generalmente comían alrededor de 10 gramos de comida todos los días, mientras que la cohorte de dosis alta de CAGE comía aproximadamente 8 gramos de comida, lo que sugiere que CAGETambién tienen un efecto sobre las enzimas que regulan la digestión y / o aumentan la sensación de saciedad después de una comida.
Es importante destacar que, durante el período de tiempo de 30 días, no se observaron efectos secundarios en las ratas tratadas con CAGE, y no hubo signos de inflamación o diferencias en la estructura o función de los órganos de los animales. Tampoco hubo rastro de los componentes de CAGEen el cuerpo después del tratamiento.
Cita de extracción: "Nuestro objetivo es traducir este trabajo en un producto que pueda ayudar a las personas a mantener un peso más saludable, y este estudio marca el comienzo de ese viaje". - Md Nurunnabi
"Esta es la primera prueba de concepto de que los líquidos iónicos administrados por vía oral pueden ayudar a reducir la absorción de grasa y la masa corporal, y este enfoque tiene un potencial clínico significativo dado que es simple, rápido y mucho menos invasivo que la liposucción o la cirugía bariátricay, debido a que su mecanismo de acción es físico más que químico, carece de los efectos secundarios observados con otras drogas ", dijo Mitragotri.
El equipo ahora está buscando respuestas a las preguntas más mecanicistas sobre CAGE, que incluyen exactamente cómo CAGE se une a las grasas, cuánto duran sus efectos, cuáles son sus posibles interacciones con la vía de señalización de leptina asociada a la obesidad y dónde va la grasa no absorbida.
"Este estudio es un ejemplo perfecto de las innovaciones potencialmente transformadoras que pueden resultar de ver un resultado inesperado en el laboratorio como una solución en lugar de un problema. Nos encantan las soluciones simples aquí en el Instituto Wyss", dijo el Director Fundador de Wyss, DonaldIngber, MD, Ph.D., quien también es profesor de Biología Vascular de Judah Folkman en la Facultad de Medicina de Harvard y del Programa de Biología Vascular en el Hospital de Niños de Boston, así como Profesor de Bioingeniería en SEAS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Lindsay Brownell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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