جزيء طبيعي ينافس عقار أوزيمبيك في إنقاص الوزن

تمكن باحثون من تحديد جزيء طبيعي يبدو مشابهًا لعقار سيماجلوتيد المعروف أيضًا باسم أوزيمبيك في قمع الشهية وتقليل وزن الجسم.

الاختبارات التي أجريت على الحيوانات أظهرت أيضًا أن هذا الجزيء يعمل دون بعض الآثار الجانبية للعقار، مثل الغثيان والإمساك وفقدان كبير في كتلة العضلات.

كيف يعمل الجزيء؟

يعمل الجزيء المكتشف حديثًا، BRP، من خلال مسار أيضي منفصل ولكنه مشابه، وينشط الخلايا العصبية المختلفة في الدماغ، مما يوفر على ما يبدو نهجًا أكثر استهدافًا لتقليل وزن الجسم.

وقالت الدكتورة كاترين سفينسون، الأستاذة المساعدة في علم الأمراض: "توجد المستقبلات التي يستهدفها السيماجلوتيد في الدماغ ولكن أيضًا في الأمعاء والبنكرياس وأنسجة أخرى".

وأوضحت: "لهذا السبب فإن عقار أوزمبيك له تأثيرات واسعة النطاق، بما في ذلك إبطاء حركة الطعام عبر الجهاز الهضمي وخفض مستويات السكر في الدم، وعلى النقيض من ذلك، يبدو أن عقار بي آر بي يعمل بشكل خاص في منطقة تحت المهاد، التي تتحكم في الشهية والتمثيل الغذائي".

الهرمونات الأولية

لم تكن الدراسة ممكنة لولا استخدام الذكاء الاصطناعي لتصفية العشرات من البروتينات في فئة تسمى الهرمونات الأولية.

الهرمونات الأولية هي جزيئات خاملة بيولوجيًا تصبح نشطة عندما تنقسم بواسطة بروتينات أخرى إلى قطع أصغر تسمى الببتيدات؛ تعمل بعض هذه الببتيدات بعد ذلك كهرمونات لتنظيم النتائج البيولوجية المعقدة، بما في ذلك عملية التمثيل الغذائي للطاقة، في الدماغ والأعضاء الأخرى.

يمكن تقسيم كل هرمون بروهرمون بطرق متنوعة لإنشاء مجموعة كبيرة من ذرات الببتيد الوظيفية.

لكن باستخدام الطرق التقليدية لعزل البروتين، من الصعب انتقاء هرمونات الببتيد (والتي تعد نادرة نسبيًا) من الحساء البيولوجي للمنتجات الثانوية الطبيعية الأكثر عددًا والتي تنتج عن تحلل البروتين ومعالجته.

ركز الباحثون على هرمون البروهرمون كونفيرتاز 1/3 (المعروف أيضًا باسم PCSK1/3)، والذي يفصل الهرمونات الأولية عند تسلسلات محددة من الأحماض الأمينية ومن المعروف أنه يشارك في السمنة البشرية.

ومن بين منتجات الببتيد ببتيد شبيه الجلوكاجون 1، أو GLP-1، الذي ينظم الشهية ومستويات السكر في الدم؛ ويعمل سيماجلوتيد عن طريق محاكاة تأثير GLP-1 في الجسم.

ولجأ الفريق إلى الذكاء الاصطناعي لمساعدتهم في تحديد الببتيدات الأخرى المشاركة في عملية التمثيل الغذائي للطاقة.

وبدلًا من عزل البروتينات والببتيدات يدويًا من الأنسجة واستخدام تقنيات مثل مطيافية الكتلة لتحديد مئات الآلاف من الببتيدات، صمم الباحثون خوارزمية كمبيوتر أطلقوا عليها اسم "Peptide Predictor" لتحديد مواقع انقسام البروهرمون كونفيرتاز النموذجية في جميع الجينات المشفرة للبروتين البشري والتي يبلغ عددها 20 ألف جين.

ثم ركزوا على الجينات التي تشفر البروتينات التي تفرز خارج الخلية ــ وهي سمة أساسية للهرمونات ــ والتي تحتوي على أربعة أو أكثر من مواقع الانقسام المحتملة. وبهذا ضيّقوا نطاق البحث إلى 373 هرمونا أوليا، وهو عدد يمكن التحكم فيه لفحص تأثيراته البيولوجية.

وقالت سفينسون: "لقد لعبت الخوارزمية دورًا أساسيًا في التوصل إلى النتائج التي توصلنا إليها".

توقع برنامج Peptide Predictor أن ينتج بروهرمون كونفيرتاز 1/3 2683 ببتيدًا فريدًا من 373 بروتينًا.

وعندما اختبر الباحثون تأثير BRP على الفئران النحيفة والخنازير الصغيرة (التي تعكس بشكل أوثق عملية التمثيل الغذائي البشري وأنماط الأكل مقارنة بالفئران)، وجدوا أن الحقن العضلي لـ BRP قبل التغذية يقلل من تناول الطعام على مدار الساعة التالية بنسبة تصل إلى 50% في كلا النموذجين الحيوانيين.

فقدت الفئران البدينات التي عولجت بحقن يومية من BRP لمدة 14 يومًا ما متوسطه 3 جرامات - بسبب فقدان الدهون بالكامل تقريبًا - بينما اكتسبت الحيوانات الضابطة حوالي 3 جرامات خلال نفس الفترة، كما أظهرت الفئران تحسنًا في تحمل الجلوكوز والأنسولين.

ولم تتوصل الدراسات السلوكية التي أجريت على الفئران والخنازير إلى أي اختلافات في حركات الحيوانات المعالجة، أو تناولها للماء، أو سلوكها الشبيه بالقلق، أو إنتاجها للبراز.

كما أظهرت دراسات أخرى للنشاط الفسيولوجي والدماغي أن BRP ينشط مسارات أيضية وعصبية منفصلة عن تلك التي ينشطها GLP-1 أو semaglutide.

ويأمل الباحثون في تحديد مستقبلات سطح الخلية التي ترتبط بـ BRP ودراسة مسارات عملها بشكل أعمق.