Bestrijd vet en ontstekingen: wetenschappers hebben nieuwe verbindingen ontwikkeld

Gemodificeerde derivaten van natuurlijke producten hebben de afgelopen jaren geleid tot aanzienlijke therapeutische vooruitgang en commercieel succes. Menthol is een natuurlijk voorkomende cyclische mentholalcohol die voorkomt in een verscheidenheid aan planten, vooral leden van de muntfamilie zoals pepermunt en groene munt. Het is een veelgebruikt ingrediënt in een breed scala aan zoetwaren, kauwgom en mondverzorgingsproducten. Interessant genoeg heeft menthol ook een hoge medicinale waarde vanwege de pijnstillende, ontstekingsremmende en kankerbestrijdende effecten.

In een recent onderzoek heeft een team van wetenschappers onder leiding van professor Gen-Ichiro Arimura van de afdeling Biologische Wetenschappen en Technologie van de Tokyo University of Science, Japan, menthylesters van valine (MV) en isoleucine (MI) ontwikkeld en bestudeerd., dit zijn mentholderivaten die worden verkregen door de hydroxylgroep te vervangen door respectievelijk valine en isoleucine.

Hun resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Immunology.

Professor Arimura deelde de motivatie achter dit werk en zei: “De functionele componenten van planten die bijdragen aan de menselijke gezondheid hebben mij altijd geïnteresseerd. De ontdekking van nieuwe moleculen uit natuurlijke materialen inspireerde ons onderzoeksteam om deze mentholaminozuurderivaten te ontwikkelen."

De onderzoekers begonnen met het synthetiseren van menthylesters van zes aminozuren die worden gekenmerkt door minder reactieve zijketens. Vervolgens beoordeelden ze de eigenschappen van deze esters met behulp van in vitro-studies op cellijnen. Ten slotte voerden ze experimenten uit op muizen om de effecten van deze verbindingen bij geïnduceerde ziektetoestanden te bestuderen. De uitzonderlijke ontstekingsremmende profielen van MV en MI werden bepaald door het beoordelen van de transcriptieniveaus van tumornecrosefactor-α (Tnf) in gestimuleerde macrofaagcellen.

Verrassend genoeg presteerden zowel MV als MI beter dan menthol in de ontstekingsremmende test. Uit RNA-sequencing-analyse bleek dat 18 genen die betrokken zijn bij ontstekings- en immuunreacties effectief werden onderdrukt.

De onderzoekers gingen verder en bestudeerden het werkingsmechanisme van menthylethers. Ze ontdekten dat de lever X-receptor (LXR), een intracellulaire nucleaire receptor, een belangrijke rol speelt bij de ontstekingsremmende effecten, en dit is onafhankelijk van de koudegevoelige transiënte receptor TRPM8, die voornamelijk menthol detecteert.

Door dieper in te gaan op de LXR-afhankelijke activering van MV's en MI, ontdekten ze dat het gen Scd1, dat centraal staat in het lipidenmetabolisme, werd geactiveerd door LXR. Bovendien werden bij muizen met geïnduceerde darmcolitis de ontstekingsremmende effecten verder bevestigd door de transcriptieniveaus van de Tnf- en Il6-genen door MV of MI op een LXR-afhankelijke manier te onderdrukken.

Geleid door de ontdekking van de intracellulaire mechanica van LXR-SCD1, stelden professor Arimura en zijn team de hypothese op dat menthylesters anti-obesitas eigenschappen hebben. Ze ontdekten dat deze esters de adipogenese, de ophoping van vet, remden, vooral tijdens de mitotische clonische expansiefase in 3T3-L1-adipocytcellen. In dierstudies werd de door voeding veroorzaakte obesitas bij muizen verminderd en de adipogenese onderdrukt.

Menthylesters hebben unieke voordelen in vergelijking met andere ontstekingsremmende of anti-obesitasverbindingen die momenteel worden onderzocht of gebruikt. Hun specifieke werkingsmechanismen, die bijdragen aan hun dubbele ontstekingsremmende en anti-obesitaseffecten, onderscheiden ze van andere verbindingen en kunnen ze bijzonder effectief maken bij de behandeling van zowel ontstekingsaandoeningen als metabolische stoornissen. Ze kunnen gunstig zijn voor bepaalde bevolkingsgroepen, zoals mensen met chronische ontstekingsziekten, metabool syndroom of aan obesitas gerelateerde complicaties.

"Hoewel deze studie zich concentreerde op hun functies en werkingsmechanismen in ziektemodellen die verband houden met ontstekingen en obesitas, verwachten we dat deze verbindingen ook effectief zullen zijn tegen een breed scala aan ziekten die verband houden met het metabool syndroom, zoals diabetes en hoge bloeddruk." evenals allergische symptomen”, zei professor Arimura optimistisch.

Concluderend benadrukt deze studie het belang en de waarde van multifunctionele moleculen afgeleid van natuurlijke stoffen. Toekomstig onderzoek naar deze nieuwe en superieure menthylesters kan leiden tot de ontwikkeling van therapeutische verbindingen om de groeiende gezondheidsproblemen die verband houden met obesitas en ontstekingsaandoeningen te bestrijden.