Nanomateriais carregados positivamente tratam a obesidade em qualquer lugar que você queira

O desenvolvimento de células de gordura, que são produzidas a partir de um minúsculo progenitor semelhante a fibroblastos, não só ativa os genes específicos das células de gordura, mas também os cultiva, armazenando mais lipídios (adipócitos e tecido adiposo). De fato, o armazenamento de lipídios é a função definidora de uma célula de gordura. Mas o armazenamento de muito lipídio pode tornar as células de gordura insalubres e levar à obesidade.

Desafios na segmentação de células de gordura

A capacidade de atingir as células de gordura e desacoplar com segurança a formação de gordura insalubre do metabolismo da gordura saudável seria a resposta às orações de muitas pessoas. Um grande desafio no tratamento da obesidade é que o tecido adiposo, que não é contínuo no corpo, mas é encontrado peça por peça em “depósitos”, tem sido difícil de atingir de uma maneira específica do depósito, identificada no local exato.

Existem dois tipos principais de gordura: gordura visceral, tecidos internos que cercam o estômago, fígado e intestinos, e gordura subcutânea, encontrada sob a pele em qualquer parte do corpo. A gordura visceral produz barrigas de panela; a gordura subcutânea pode criar papadas no queixo, gordura do braço, etc. Até o momento, não houve nenhuma maneira de tratar especificamente o tecido adiposo visceral. E os tratamentos atuais para a gordura subcutânea, como a lipoaspiração, são invasivos e destrutivos.

Novos estudos usam nanonmateriais catiônicos para atingir a gordura

Dois novos estudos de pesquisadores da Columbia Engineering e do Columbia University Irving Medical Center (CUIMC) podem ter a resposta para direcionar o depósito de células de gordura de forma específica e saudável. Os artigos demonstram um novo método para tratar a obesidade usando nanomateriais catiônicos que podem atingir áreas específicas de gordura e inibir o armazenamento insalubre de células adiposas aumentadas. Os materiais remodelam a gordura em vez de destruí-la, como, por exemplo, a lipoaspiração faz. O primeiro artigo, publicado hoje pela Nature Nanotechnology, enfoca a adiposidade visceral, ou gordura da barriga. O segundo artigo, publicado on-line em 28 de novembro pela Biomaterials, concentra-se na gordura sob a pele, bem como na inflamação crônica associada à obesidade.

A equipe de pesquisadores, liderada por Li Qiang, professor associado de patologia e biologia celular da CUIMC, e Kam Leong, Samuel Y. Sheng Professor de Engenharia Biomédica e de biologia de sistemas da CUIMC, reconheceu que o tecido adiposo contém grandes quantidades de matriz extracelular (ECM) carregada negativamente para manter as células adiposas. Eles pensaram que essa rede de ECM carregada negativamente poderia fornecer uma espécie de sistema rodoviário para moléculas carregadas positivamente. Então eles pegaram um nanomaterial carregado positivamente, PAMAM geração 3 (P-G3), e o injetaram em camundongos obesos. O P-G3 rapidamente se espalhou por todo o tecido e a equipe ficou animada com o fato de que seu método para atingir especificamente a gordura visceral funcionava.

Resultados inesperados

E então algo intrigante aconteceu: o P-G3 desligou o programa de armazenamento de lipídios nas células de gordura e os ratos perderam peso. Isso foi totalmente inesperado, dada a função bem estabelecida do P-G3 na neutralização de patógenos carregados negativamente, como detritos de células de DNA / RNA, para aliviar a inflamação.

“Nossa abordagem é única – ela se afasta das abordagens farmacológicas ou cirúrgicas”, diz Qiang, especialista em obesidade e biologia de adipócitos. “Usamos carga catiônica para rejuvenescer as células de gordura saudáveis, uma técnica que ninguém nunca usou para tratar a obesidade. Acho que essa nova estratégia abrirá a porta para uma redução mais saudável e segura da gordura.”

P-G3 ajuda a formação de novas células de gordura e também inibe o armazenamento de lipídios insalubres de células de gordura aumentadas

Nesses dois estudos, os pesquisadores descobriram que o material catiônico, P-G3, poderia fazer uma coisa intrigante para as células de gordura – enquanto ajudava a formação de novas células de gordura, também desacoplado o armazenamento lipídico das funções de limpeza das células de gordura. E porque inibe o armazenamento lipídico insalubre de células de gordura aumentadas, os ratos tinham células de gordura metabolicamente mais metabolicamente saudáveis, jovens e pequenas, como as encontradas em recém-nascidos e atletas. Os pesquisadores descobriram que essa função de desacoplamento do P-G3 também é verdadeira em biópsias de gordura humana, significando o potencial de tradução em humanos.

“Com o P-G3, as células de gordura ainda podem ser células de gordura, mas não podem crescer”, disse Leong, um pioneiro no uso da policação para eliminar patógenos. “Nossos estudos destacam uma estratégia inesperada para tratar a adiposidade visceral e sugerem uma nova direção de exploração de nanomateriais catiônicos para o tratamento de doenças metabólicas”.

Novas aplicações para administração de medicamentos, terapia genética e estética

Agora que eles podem atingir seletivamente a gordura visceral, Leong e Qiang imaginam várias aplicações. O estudo de Biomateriais demonstra uma abordagem simples que poderia ser utilizada para fins estéticos; Como o Botox, o P-G3 pode ser injetado localmente em um depósito de gordura subcutânea específico. Os investigadores, que têm patentes pendentes, estão agora projetando o P-G3 em vários derivados para melhorar a eficácia, a segurança e a especificidade do depósito.

O que os pesquisadores estão particularmente entusiasmados é o desenvolvimento do P-G3 em uma plataforma que pode fornecer medicamentos e terapias genéticas especificamente para um determinado depósito de gordura. Isso pode reaproveitar muitas drogas de preocupações sistêmicas de segurança, como as tiazolidinedionas (TZDs), uma droga potente, mas insegura, que é um forte modulador de gordura e usada para tratar diabetes tipo 2 – mas tem sido associada à insuficiência cardíaca e proibida em vários países.

“Estamos muito animados ao descobrir que a carga catiônica é o segredo para atingir o tecido adiposo”, disse Qiang. “Agora podemos encolher a gordura de uma maneira específica do depósito – em qualquer lugar que quisermos – e de maneira segura, sem destruir as células de gordura. Este é um grande avanço no tratamento da obesidade.”