Brunatna tkanka tłuszczowa zużywa energię do produkcji ciepła, a jej wykrywalna obecność wiąże się z rzadszym występowaniem niektórych chorób. Analiza danych ponad 101 tysięcy pacjentów ujawniła także związek z zaburzeniami lękowymi i depresją. Badacze znaleźli również obiecujący trop farmakologiczny: losartan, stosowany w leczeniu nadciśnienia, zwiększał aktywność tej tkanki u myszy.
Tłuszcz w organizmie pełni różne funkcje. Podczas gdy biała tkanka tłuszczowa przede wszystkim magazynuje energię, brunatna wykorzystuje ją do wytwarzania ciepła. W tym procesie zużywa glukozę i tłuszcze, dlatego od lat interesuje naukowców badających metabolizm.
Nowa praca zespołu kierowanego przez badaczy z Uniwersytetu Rockefellera rozszerza ten obraz. Publikacja w „Nature” łączy analizę dokumentacji medycznej, narzędzia sztucznej inteligencji oraz doświadczenia na komórkach i myszach. Każdy z tych etapów odpowiada jednak na inne pytanie — od zależności występujących u pacjentów po możliwy mechanizm działania leku.
Brunatna tkanka tłuszczowa nie zawsze jest aktywna
Brunatna tkanka tłuszczowa, określana skrótem BAT, uczestniczy w regulacji temperatury ciała. Jej ilość i aktywność różnią się między ludźmi, a z wiekiem zwykle maleją. Część pozostaje też słabo aktywna.
Ma to znaczenie przy interpretowaniu badań obrazowych. Brak wykrywalnej aktywności podczas skanowania nie musi oznaczać całkowitego braku tej tkanki w organizmie.
Naukowcy chcieli sprawdzić nie tylko, z jakimi chorobami wiąże się obecność BAT, lecz także czy znaczenie mają jej aktywność oraz położenie.
Ponad 101 tysięcy pacjentów i pomoc sztucznej inteligencji
Analiza objęła dokumentację 101 243 pacjentów ośrodka onkologicznego. Wykrywalną brunatną tkankę tłuszczową stwierdzono u 8897 osób, czyli blisko 8900 uczestników.
Do porównań z osobami bez wykrywalnego BAT badacze dobrali grupy pod względem między innymi wieku, płci i wskaźnika masy ciała. Sztuczna inteligencja pomogła następnie ocenić aktywność tkanki na obrazach PET/CT oraz porównać jej rozmieszczenie.
Takie podejście umożliwiło poszukiwanie zależności w dużym zbiorze danych. Nadal była to jednak analiza wcześniejszej dokumentacji, a nie eksperyment, w którym celowo zwiększano aktywność BAT u ludzi i obserwowano skutki.
Rzadsze rozpoznania cukrzycy, chorób serca i zaburzeń psychicznych
U pacjentów z wykrywalną brunatną tkanką tłuszczową rzadziej występowały cukrzyca typu 2 i choroby układu sercowo-naczyniowego. Potwierdziło to wcześniejsze obserwacje łączące BAT z korzystniejszym profilem metabolicznym.
Analiza ujawniła również mniej oczywistą zależność: w tej grupie rzadziej odnotowywano zaburzenia lękowe i epizody depresyjne.
Nie dowodzi to, że brunatna tkanka tłuszczowa bezpośrednio chroni przed depresją czy lękiem. Możliwe powiązanie wymaga dalszego wyjaśnienia, w tym ustalenia, czy istotna jest sama tkanka, ogólny stan metaboliczny, czy inne cechy pacjentów.
Znaczenie miała także aktywność BAT. Wyższa aktywność wiązała się z korzystniejszymi wynikami dotyczącymi zdrowia sercowo-metabolicznego, a szczególnie silne zależności obserwowano dla tkanki w okolicy pach.
Losartan zwrócił uwagę badaczy
Kolejnym krokiem było sprawdzenie stosowanych leków. Naukowcy zauważyli, że przyjmowanie niektórych preparatów przeciwnadciśnieniowych wiązało się z większym prawdopodobieństwem wykrycia brunatnej tkanki tłuszczowej.
Wśród interesujących substancji znalazł się losartan — lek należący do antagonistów receptora angiotensyny II, określanych skrótem ARB.
Sama zależność w dokumentacji nie przesądzała, że preparat pobudza BAT. Osoby otrzymujące określony lek mogą różnić się od pozostałych pacjentów pod wieloma względami. Dlatego zespół przeszedł od obserwacji klinicznych do doświadczeń laboratoryjnych.
Co wykazały doświadczenia na komórkach i myszach?
W badaniach komórkowych losartan zwiększał aktywność metaboliczną brunatnych komórek tłuszczowych. U myszy nasilał procesy związane z wytwarzaniem ciepła i zwiększał wydatek energetyczny.
Wyniki dostarczyły więc eksperymentalnego wsparcia dla hipotezy wyprowadzonej z danych pacjentów. Nie oznaczają jednak, że taki sam efekt został już potwierdzony u ludzi.
To ważne także ze względu na różnice między gatunkami. Myszy są bardziej zależne od brunatnej tkanki tłuszczowej niż człowiek. Zwiększenie jej aktywności u gryzoni nie pozwala automatycznie przewidzieć skali ani znaczenia efektu u pacjentów.
Nie ustalono również, czy pobudzanie BAT losartanem przyniosłoby ludziom długoterminowe korzyści metaboliczne lub psychiczne.
Dwa działania leku mogą przebiegać różnymi drogami
Badacze ustalili, że wpływ losartanu na brunatne komórki tłuszczowe zachodził inną drogą molekularną niż jego znane działanie obniżające ciśnienie.
To rozróżnienie może pomóc w projektowaniu przyszłych terapii. Gdyby udało się oddzielić oba efekty, możliwe byłoby opracowanie substancji pobudzającej BAT bez jednoczesnego obniżania prawidłowego ciśnienia krwi.
Nicolás Gómez-Banoy z zespołu badawczego wskazuje właśnie na taki potencjał. Jest to jednak kierunek dalszych prac, a nie gotowa metoda leczenia.
Duży zbiór danych ma istotne ograniczenia
Dokumentacja pochodziła z ośrodka onkologicznego. Nowotwory i ich leczenie mogą wpływać na metabolizm, dlatego wyniki wymagają sprawdzenia również w innych populacjach.
W dobranej do porównań grupie ponad trzy czwarte pacjentów stanowiły kobiety. Ten udział dotyczy grupy porównawczej, a nie całego zbioru ponad 101 tysięcy osób. Skład badanej populacji również ma znaczenie dla możliwości uogólniania wyników.
Autorzy uwzględniali w analizach liczne różnice między pacjentami, ale badanie obserwacyjne nie usuwa wszystkich możliwych czynników zakłócających.
Brunatna tkanka tłuszczowa pozostaje obiecującym celem badań nad metabolizmem. Losartan dostarczył interesującego punktu wyjścia, lecz obecne wyniki nie uzasadniają stosowania go w celu odchudzania, poprawy nastroju ani samodzielnej zmiany leczenia nadciśnienia. Kolejny krok wymaga wykazania, czy pobudzenie BAT u ludzi rzeczywiście przekłada się na poprawę zdrowia.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature .