Efectele administrării orale a unui fragment sintetic de hormon de creștere uman asupra metabolismului lipidelor

Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Universitatea Monash, Clayton, Victoria 3148; și

Departamentul de Medicină, Spitalul Royal Melbourne, Parkville, Victoria 3050, Australia

Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Universitatea Monash, Clayton, Victoria 3148; și

Abstract

obezitatea este o problemă majoră de sănătate publică în majoritatea țărilor dezvoltate. De exemplu, în Australia, aproape unul din cinci adulți este obez, ceea ce îi face extrem de sensibili la diabet, boli coronariene și hipertensiune arterială, precum și la o sănătate psihologică redusă (1). Obezitatea este tratată în mod normal prin dietă și exerciții fizice, dar încercările de a susține o pierdere semnificativă în greutate prin dietă și exerciții fizice se întâlnesc aproape întotdeauna cu eșec (6). Există o mare nevoie de a dezvolta o farmacoterapie mai bună pentru obezitate (18). Aici, începem o evaluare a utilizării potențiale a AOD-9401, un fragment al hormonului de creștere uman (hGH), în tratamentul obezității.

Acest studiu își propune să extindă aceste constatări examinând dacă administrarea orală a acestui fragment de hGH poate reduce și greutatea corporală și poate afecta metabolismul lipidelor. Acest studiu a avut trei părți. În primul rând, am investigat eficacitatea administrării orale a AOD-9401 în ceea ce privește reducerea greutății corporale, echilibrul energetic, lipoliza și lipogeneza în C57BL/6J obez (ob/ob) șoareci. Apoi, am examinat activitatea de oxidare in vitro antilipogenă, lipolitică și de grăsime a AOD-9401 în țesuturile adipoase periferice de la rozătoarele obeze. În cele din urmă, pentru a evalua fezabilitatea tratamentului uman, a fost examinată acțiunea in vitro a AOD-9401 asupra lipolizei și lipogenezei în țesutul adipos din țesutul adipos uman obez.

Sinteza chimică a domeniului funcțional hGH (AOD-9401).

AOD-9401, un fragment sintetic de hGH format din resturile de aminoacizi 177–191, a fost preparat cu o procedură de sinteză în fază solidă și purificat cu o metodă HPLC în fază inversă în laboratoarele noastre de la Universitatea Monash (9). Structura analogului peptidic a fost verificată cu spectrometrie de masă și analiză de aminoacizi.

Testele in vitro pentru degradarea neenzimică și enzimatică a AOD-9401.

AOD-9401 a fost testat pentru stabilitatea sa in vitro împotriva potențialei degradări gastro-intestinale, în conformitate cu protocoalele standard de digestie enzimatică pentru proteine (26). Procedura lui De Laureto și colab. (4) a fost utilizat pentru a evalua rata de degradare prin măsurarea peptidei reziduale cu tehnici RP-HPLC, precum și analiza aminoacizilor.

Animale experimentale și tratament oral.

Optsprezece bărbați C57BL/6J (ob/ob) șoareci cu vârsta cuprinsă între 10-12 săptămâni și cântărind 46,4 ± 1,1 (SE) g au fost utilizați în acest studiu. Animalele au fost împărțite în soluție salină ( = 8) sau grupuri de tratament AOD-9401 ( = 10) și au fost potrivite pentru greutatea corporală și sex. Animalele au fost adăpostite într-un ciclu normal de lumină-întuneric de 12: 12 ore la o temperatură constantă a camerei de 23 ° C în Casa Departamentală pentru Animale de la Universitatea Monash. Animalele au fost hrănite ad libitum cu o dietă standard nepurificată de laborator (Clark King, Melbourne, Australia) și au permis accesul gratuit la apă în orice moment. Șoarecilor li s-au administrat zilnic doze orale de AOD-9401 (500 μg/kg corp greutate) dizolvate în 0,3 ml soluție salină sau numai soluție salină cu volum echivalent timp de 30 de zile. Dozarea precisă a fost facilitată de un ac de gavaj din oțel inoxidabil (7,5 × 0,1 cm diametru). Doza a fost administrată lent pentru a evita refluxul.

Măsurători ale creșterii în greutate corporală, consumului de alimente, consumului de energie și activității fizice.

Greutatea corporală a șoarecilor a fost măsurată înainte de tratament și apoi la fiecare 2 zile până la sfârșitul studiului. Consumul de alimente a fost măsurat la fiecare 2 zile după începerea tratamentului și calculat în medie pentru a se obține o măsurare zilnică. Gramele de dietă nepurificată consumate au fost înmulțite cu 2,85 pentru a da aport caloric în kilocalorii pe zi și apoi înmulțite cu 4,184 pentru a se transforma în kilojoule pe zi. Cheltuielile de energie au fost măsurate la sfârșitul perioadei de tratament cu un calorimetru indirect (Columbus Instruments, Columbus, Ohio).

Amestecuri de gaze standard determinate gravimetric de 20,48% O2 și 0,5% CO2 au fost utilizate pentru calibrarea mașinii înainte de utilizare (BOC Gases Australia, Preston, Victoria, Australia). După gavaj, șoarecii au fost posti timp de 2 ore și apoi plasați într-o cutie de Perspex de 20 × 13 × 11 cm prin care a fost aspirat aer proaspăt la o rată de 0,65 l/min. Ratele medii de CO2 produse și consumate de O2 au fost calculate la fiecare 3 minute pe o perioadă de 30 de minute. Ratele cheltuielilor energetice (kcal/min) au fost calculate utilizând datele din ultimele 15 minute, după asumarea unei excreții urinare de azot de 0,84 mg · min -1 kg greutate corporală -1 (27). În ultimele 3 zile ale perioadei de tratament, nivelurile de activitate fizică voluntară au fost măsurate, de asemenea, la acești șoareci prin utilizarea de roți de rulare cu diametrul de 15 cm. Monitorizarea continuă 24 de ore a utilizării roților rulante a fost realizată cu ajutorul unui contor computerizat (7).

Efectul acut al AOD-9401 asupra oxidării grăsimilor in vivo.

Efectul acut al AOD-9401 asupra ratelor de oxidare a grăsimilor și glucozei a fost evaluat la încheierea perioadei de tratament oral de 30 de zile la obezi. ob/ob șoarecii după consumul de alimente, activitatea fizică și studiile privind cheltuielile de odihnă au fost finalizate. În dimineața ultimei zile a studiului, un grup de trei șoareci tratați cu soluție salină și patru șoareci tratați cu AOD-9401 au fost lipsiți de alimente timp de 1 oră; apoi oxidarea bazală a grăsimilor, oxidarea glucozei și cheltuielile de energie au fost măsurate timp de 10 minute cu procedura de calorimetrie indirectă descrisă anterior. Șoarecii au primit apoi o injecție intraperitoneală de ser fiziologic (în grupul tratat cu soluție salină) sau AOD-9401 (250 μg/kg în grupul tratat cu AOD), iar ratele de oxidare a grăsimilor, oxidarea glucozei și a cheltuielilor de energie au fost măsurate pentru încă 18 min.

Izolarea țesuturilor adipoase.

Grupuri de șoareci au fost uciși cu o doză letală de pentobarbitonă (0,2 ml) la 24 de ore după ultimul tratament cu AOD-9401 oral pe ziua 30. Măsurătorile cheltuielilor de energie după dozarea intraperitoneală AOD-9401 nu au fost efectuate la acești șoareci. Tampoanele de grăsime epididimale de la șoareci masculi au fost izolate ca în studiile noastre anterioare (14). Țesuturile au fost spălate în soluție salină la temperatura camerei înainte de a fi cântărite în bucăți de ± 200 mg pentru teste ex vivo. Pentru testele in vitro, masculin C57BL/6J (ob/ob) s-au folosit șoareci. Șobolani Zucker masculi (200-300 g, vârsta de 12 săptămâni) au fost folosiți pentru a evalua ratele de oxidare a grăsimilor țesutului adipos in vitro ca răspuns la AOD-9401. Țesutul adipos abdominal subcutanat uman a fost obținut cu consimțământul unei paciente supraponderale (vârstă: 42 de ani; indicele de masă corporală: 28,4) care nu a avut alte complicații medicale cunoscute și care a suferit o intervenție chirurgicală de reducere a grăsimii din motive cosmetice.