Bilim insanları, ‘Mitch’ adını verdikleri bir proteini tanımladı. Bu proteinin vücuttan çıkarılması halinde hücreler yağları hızla yakmaya başlıyor, kas kütlesi güçleniyor, üstelik proteinin yokluğu yeni yağ hücresi oluşumunu da engelliyor. Mucize gibi.
Modern kilo verme ilaçları, obezite tedavisini dönüştürerek birçok insanın önemli miktarda kilo vermesine yardımcı oldu. Ancak bu ilaçların önemli bir dezavantajı da var: Kas kütlesini de azaltabiliyorlar. Şimdi araştırmacılar, bir gün bu zorluğun üstesinden gelmeye yardımcı olabilecek ve aynı zamanda vücudun yağ yakma yeteneğini artırabilecek biyolojik bir mekanizma keşfettiler.
Weizmann Bilim Enstitüsü’ndeki bilim insanları, hücrelerin enerjiyi nasıl yönettiği ve yağı nasıl depoladığı konusunda önemli bir rol oynadığı görünen, “Mitch” olarak da bilinen MTCH2 adlı bir proteini tanımladılar. EMBO Dergisi’nde yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada, ekip, insan hücrelerinde bu proteini devre dışı bırakmanın, yağ ve karbonhidrat yakım hızını artırırken aynı zamanda yeni yağ hücrelerinin oluşumunu da azalttığını buldu.
Bulgular, fareler üzerinde yapılan ve şaşırtıcı bir sonuç veren önceki araştırmalara dayanıyor. Kaslarında Mitch proteini bulunmayan hayvanlar fiziksel olarak daha formda hale geldi, daha fazla dayanıklılık geliştirdi ve obeziteye karşı dikkat çekici derecede dirençli oldular.
Birkaç yıl önce, Prof. Atan Gross ve meslektaşları Mitch proteinini incelerken beklenmedik bir gözlemde bulundular. Araştırmacılar, fare kas dokusunda protein üretimini baskıladıklarında, hayvanlar vücut kompozisyonunda önemli iyileşmeler gösterdi.
Fareler sadece obeziteden kaçınmakla kalmadı, aynı zamanda daha fazla kas lifi geliştirdi. Bu lifler büyük miktarda oksijen tüketir ve gelişmiş dayanıklılık ve atletik performansla ilişkilidir. Hayvanlar fiziksel stres testlerinde daha iyi performans gösterdi ve kalp fonksiyonlarında da iyileşme gösterdi.
Bu keşif önemli bir soruyu gündeme getirdi: Tek bir proteini devre dışı bırakmak hem obeziteye karşı koruma sağlayabilir hem de fiziksel dayanıklılığı artırabilir mi?
Bu soruyu yanıtlamak için araştırmacılar, hücrelerin içindeki, genellikle enerji santralleri olarak tanımlanan küçük yapılar olan mitokondrilere yöneldiler. Mitokondriler, hücrelerin işlev görmesi için ihtiyaç duyduğu enerjiyi üretir ve yiyecekleri kullanılabilir enerjiye dönüştüren kimyasal süreçler bütünü olan metabolizmada merkezi bir rol oynar.
Mitokondrilerin şekli ve organizasyonu, hücrelerin enerjiyi nasıl ürettiği hakkında çok şey ortaya koyabilir.
Bazen mitokondriler, enerjiyi verimli bir şekilde üreten büyük, birbirine bağlı ağlar halinde birleşirler. Diğer durumlarda ise daha az verimli olan daha küçük, ayrı birimler halinde kalırlar. Enerji üretimi daha az verimli hale geldiğinde, hücreler yağlar, karbonhidratlar ve proteinler de dahil olmak üzere daha büyük miktarda yakıt tüketerek bunu telafi ederler.
Yıllarca süren araştırmalar sonucunda, Weizmann’ın İmmünoloji ve Rejeneratif Biyoloji Bölümü’ndeki Gross’un ekibi, Mitch’in mitokondriyal füzyonu düzenleyerek bu süreci kontrol etmeye yardımcı olduğunu keşfetti. Bu bulgu, farelerde görülen olağandışı sonuçlar için olası bir açıklama sundu.
Bir sonraki adım, aynı mekanizmanın insan hücrelerinde de işleyip işlemediğini belirlemekti.
Doktora öğrencisi Sabita Chourasia liderliğindeki yeni çalışma, insan hücrelerinden Mitch proteinini ortadan kaldırmak için genetik mühendislik tekniklerini kullandı.
Sonuçlar çarpıcıydı.
Mitch olmadan, normal mitokondriyal ağ ayrı birimlere ayrıldı. Enerji üretimi daha az verimli hale geldi ve hücreler araştırmacıların sürekli enerji kıtlığı durumu olarak tanımladığı bir durumda kaldı.
İlk bakışta bu zararlı görünebilir. Ancak, amaç enerji harcamasını artırmak ve yağ birikimini azaltmak olduğunda, bu tür bir verimsizlik aslında vücudun lehine çalışabilir. Enerji üretmekte zorlanan hücreler, ihtiyaçlarını karşılamak için daha fazla yakıt tüketmek zorunda kaldı.
Chourasia, “Mitch’i ortadan kaldırdıktan sonra, insan hücrelerinde metabolizmaya katılan 100’den fazla madde üzerindeki etkisini birkaç saatte bir inceledik,” diye açıklıyor. “Hücresel solunumda, yani hücrenin oksijen kullanarak karbonhidrat ve yağ gibi besinlerden enerji ürettiği süreçte bir artış gördük. Bu, fareler üzerinde yapılan önceki deneylerde kas dayanıklılığındaki artışı açıklıyor.”
Değiştirilmiş hücreler daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduğu için, mevcut yakıt kaynaklarının tüketimini artırdılar.
Araştırmacılar, yağların, karbonhidratların ve amino asitlerin daha fazla parçalanmasını gözlemlediler. Ayrıca hücrelerin enerji üretme biçiminde önemli bir değişim buldular.
Normal hücreler genellikle karbonhidratlara ve proteinlere daha fazla bağımlıdır. Ancak Mitch’ten yoksun hücreler, birincil yakıt kaynaklarından çok daha fazla yağa bağımlıdır.
Gross, “Mitch’i silmenin, membranlardaki yağlarda büyük bir düşüşe yol açtığını keşfettik,” diye açıklıyor. “Aynı zamanda, enerji üretmek için kullanılan yağlı maddelerde bir artış gördük ve yağın yakıt olarak kullanılmak üzere membrandan parçalandığını fark ettik. Başka bir deyişle, Mitch’in insan hücrelerinde yağın kaderini belirlediğini gösterdik.”
Bulgular, Mitch’in yağın depolanıp depolanmayacağına veya yakılıp yakılmayacağına karar vermeye yardımcı olan önemli bir düzenleyici olarak hareket ettiğini gösteriyor.
Araştırmacılar, Mitch’i ortadan kaldırmanın bir başka önemli etkisini keşfettiler.
Önceki çalışmalar, obez kadınlarda bu proteinin seviyelerinin yüksek olma eğiliminde olduğunu göstermişti. Bu gözlem, ekibi Mitch’in yeni yağ hücrelerinin oluşumunu da etkileyip etkilemediğini araştırmaya yönlendirdi.
Yağ hücreleri, öncü hücreler olarak bilinen progenitör hücrelerden kaynaklanır. Doğru koşullar altında, bu olgunlaşmamış hücreler yağ biriktirir ve farklılaşma adı verilen bir süreçle olgun yağ depolayan hücrelere dönüşür.
Araştırmacılar Mitch’i progenitör hücrelerden çıkardıklarında, bu dönüşüm çok daha zorlaştı.
Gross, “Mitch’i progenitör hücrelerden sildiğimizde, bu hücrelerde oluşan ortamın yeni yağların sentezine elverişli olmadığını keşfettik” diye açıklıyor. “Membran sentezleme yeteneğinin azalması, hücrelerin büyümesini, gelişmesini ve farklılaşmanın mümkün olduğu noktaya ulaşmasını engeller. Yağ birikimi süreci büyük miktarda enerji gerektirir, ancak Mitch’siz hücrelerde enerji yetersizliği vardır. Ek olarak, farklılaşma için gerekli genlerin ifadesi baskılanır ve bu sürecin gerçekleşmesi için hayati önem taşıyan maddelerde yetersizlik oluşur. Sonuç olarak, yeni yağ hücrelerinin farklılaşması azalır ve yağ birikimi de artar.”
Başka bir deyişle, Mitch’siz hücreler sadece daha fazla yağ yakmakla kalmaz, aynı zamanda yeni yağ depolayan hücreler oluşturma yetenekleri de daha azdır.
Çalışma hücrelerde yapılmış ve henüz bir tedavi haline gelmekten çok uzak olsa da, bulgular hem enerji kullanımını hem de yağ depolamasını etkileyen güçlü bir biyolojik yolu ortaya koyuyor.
kYağ yakımını artırırken aynı zamanda yeni yağ hücrelerinin oluşumunu sınırlayarak, Mitch’i hedeflemek, araştırmacılara obeziteyle mücadele için yeni bir strateji sağlayabilir. Bu keşif, modern kilo verme terapileriyle ilgili en kalıcı zorluklardan birine de çözüm bulmaya yardımcı olabilir: fazla vücut yağını azaltırken sağlıklı kas kütlesini korumak.