диетата

Мастни клетки. Кредит за изображение: Shutterstock

Консумирането на диета с високо съдържание на мазнини и високо съдържание на захар причинява вредно натрупване на мазнини в черния дроб, което може да не се обърне дори след преминаване към по-здравословна диета, според ново проучване на учени от Weill Cornell Medicine и Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

За изследването, публикувано на 3 октомври в Science Translational Medicine, изследователите разработиха наносензор, който може да открива и неинвазивно да проследява натрупването на мазнини в черния дроб. Те използваха сензора за оценка на ефектите от диета с високо съдържание на мазнини и захар върху черния дроб на мишките. След това те оцениха резултатите, когато мишките се върнаха към здравословна диета. Неочаквано изследователите установиха, че докато натрупването на мазнини намалява след връщане към здравословна диета, някои остатъчни мазнини остават в определени чернодробни клетки дълго след това.

„Преминаването към краткосрочен нездравословен хранителен режим е лоша идея“, казва старши автор д-р Даниел Хелър, доцент в програмата по фармакология и физиология, биофизика и системна биология в Висшето училище по медицински науки Weill Cornell и ръководител на лабораторията за наномедицина при рак в Центъра за рак на Мемориал Слоун Кетъринг. "Черният дроб помни."

Безалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) засяга до 30 процента от хората в САЩ, където диетата с високо съдържание на мазнини и захар е често срещана. Пациентите с NAFLD развиват натрупване на излишни мазнини в черния си дроб. Състоянието може да прогресира до по-сериозно заболяване, включващо възпаление, белези и дори рак на черния дроб (наречен неалкохолен стеатохепатит или NASH). Хората, които натрупват мазнини в чернодробните клетки, наречени клетки на Купфер, по-специално част от тези клетки, наречени лизозоми, които действат като клетъчни събирачи на боклук, изглежда са по-склонни да прогресират до сериозно чернодробно заболяване.

Симулирано изображение на нанорепортера, свързан с молекулите на холестерола (жълто-зелен). От Galassi et al., Sci. Превод Med. 10, eaar2680 (2018). Препечатано с разрешение от AAAS.

„Затлъстяването на черния дроб е все по-голямо безпокойство в клиниката и бързо се превърна в една от основните причини за чернодробни заболявания в Съединените щати и Европа“, каза съавторът и хепатолог д-р Робърт Шварц, асистент по медицина в Weill Cornell Медицина и асистент в програмата по физиология, биофизика и системна биология във Висшето училище по медицински науки Weill Cornell. „В момента нямаме медицински терапии за мастна чернодробна болест. Казваме на нашите пациенти да се хранят по-добре и да спортуват повече, което, както можете да си представите, не е много ефективно. “

Понастоящем някои инструменти за изобразяване като ултразвук или магнитен резонанс могат да помогнат за идентифициране на хората с мастен черен дроб, но тези техники често предоставят по-малко подробна информация. Наносензорът на д-р Хелър е първият, който неинвазивно открива мазнини в лизозомите на клетките на Купфер, като потенциално идентифицира тези, които са най-застрашени от прогресиране.

Малкият сензор е около 1000 пъти по-малък от ширината на човешки косъм и е направен от едноверижна ДНК, увита около едностенна въглеродна нанотръба. Натрупването на мазнини в лизозомите променя цвета на светлината, излъчвана от наносензора, и за първи път се наблюдава в живи клетки в лабораторията на д-р Хелър от изследователя на MSKCC Пракрит Йена и студента от Висшето училище по медицински науки Уайл Корнел Томас Галаси, първият автор на хартия.

Когато наносензорите се инжектират в мишка, черният дроб ги филтрира от кръвта и след това се консумират от лизозомите на органа. Осветяването на подобно на инфрачервено фенерче устройство върху гризачи, инжектирани с тези наносензори, кара сензорите да светят. Цветът на светлината съответства на съдържанието на мазнини в черния дроб, което позволява на д-р Хелър и колегите му да измерват мазнините неинвазивно с помощта на устройството.

В допълнение към измерването на прогресията на заболяването, тези наносензори могат също да помогнат за ускоряване на изследванията върху чернодробните заболявания на мастната тъкан и тяхното лечение. „Биосензорът, който може да открие този тип натрупване на мазнини, може да ускори изследванията към лечение на мастно-чернодробни заболявания и други състояния, свързани с липидите, и потенциално да доведе и до подобрена диагностика“, каза д-р Хелър.

Работата е проведена в лабораторията Heller и лабораторията на д-р Schwartz в Weill Cornell Medicine, както и сътрудници в Memorial Sloan Kettering, Медицинския факултет на Вашингтонския университет, Lehigh University, University of Rhode Island и National Institute of Standards and Технология.

Д-р Хелър е съосновател и служител на LipidSense Inc., компания, която разработва in vivo оценки на натрупването на липиди. Той също е посочен в заявка за патент, подадена от Центъра за рак на Memorial Sloan Kettering, свързана с тази работа. В допълнение, д-р Хелър е съосновател и служител с дялово участие в Goldilocks Therapeutics Inc., както и член на научния консултативен съвет на Oncorus Inc., две компании, които не са свързани с тази работа.