Latvijas zinātnieki pēta veselības molekulāros mehānismus  (1)

Labs of Latvia: Maija, kas ir jūsu zinātniskās darbības lauks?

Maija Dambrova: Mūsu zinātnes lauks ir jaunu vielu un esošo zāļu molekulāro mehānismu pētījumi. Mīklas, kas ir jāizprot dabā, lai saprastu, ko ar jaunām vielām varētu ietekmēt. Šīs jaunās vielas var būt gan ķīmiķu sintezētas, gan dabas radītas, tostarp ārstniecības augi, gan arī "vecas" vielas, kurām mēģinām atrast jaunus pielietojumus sakarā ar to, ka labāk saprotam molekulāros mehānismus. Tas ir diezgan interesants un arī detektīva cienīgs darbs. Mēs redzam efektu. Taču, lai saprastu visu ķēdīti, kas noved pie zāļu ietekmes novērošanas cilvēka organismā, tas ir diezgan sarežģīti.

Bieži mūsu sadarbības partneri ir gan lielas, gan vidējas, gan pavisam mazas vietējās un arī ārzemju firmas, kas mēģina atrast vietu, kur ātri un relatīvi lēti pārbaudīt savas idejas. Mūsu pētījumu mērķis ir saprast, vai ir vērts molekulāros mehānismus ietekmēt ar jaunu farmakoloģiju un potenciāli jaunām zālēm. Arī paši mēģinām atklāt jaunus zāļu mērķus. Piemēram, veiksmes stāsts ir sadarbība ar AS "Grindeks" – vienai no molekulām ir sekmīgi beigusies pirmā fāze klīniskajos pētījumos.

Jums šobrīd ir Latvijas Zinātnes padomes (LZP) finansēts projekts par marķieri neveselīgai diētai un kardiometabolajiem riskiem. Iedvesmu smēlāties no kāda pasaulē pazīstama zinātniskā žurnāla. Kā jūs spējāt savilkt paralēles, lai izvēlētos tieši šo pētniecības virzienu?

Tas bija atskārsmes brīdis, kas reizēm zinātniekiem gadās. Es lasīju žurnālā "Nature" publikāciju par trimetilamīna N-oksīdu (TMAO), kur nebija pieminēts nekas no mūsu pētāmajiem savienojumiem. Pēc aprakstītās bioķīmijas signālceļiem bija skaidrs, ka stāsts agrāk vai vēlāk nonāks pie tiem molekulārajiem mehānismiem, ar kuriem mēs aktīvi darbojamies. Mēs ļoti ātri laboratorijā sākām pētījumus par šo līniju, tieši tāpēc dažas no mūsu publikācijām ir pasaulē ļoti labi citētas. Ja mēs nebijām paši pirmie visās publikācijās, piemēram, par ietekmi uz mitohondriju aktivitāti, tad par molekulas līmeņa asins plazmā korelāciju saistībā ar diabēta saslimstības rādītājiem mēs esam pirmajā pieciniekā pasaulē!

Interesanti ir tas, ka "Nature" raksta līdzautoru sarakstā starp daudziem svešzemju uzvārdiem ir Aldons J. Lusis, kurš, izrādās, ir Aldons Lūsis un runā latviešu valodā. Tad, kad viņš pirmo reizi atbrauca apciemot Latviju un nejauši nonāca mūsu laboratorijā, tas bija aizkustinošs brīdis, jo uz galda ieraudzīja izdrukātu publikāciju, kurai viņš ir līdzautors, un saprata, ka tālajā Rīgā lasa viņa darbus.

Jūs savā pētījumā šķetināt mīklu par TMAO ietekmi uz insulta, diabēta un vēža saslimstības rādītājiem. Cik liela nozīme var būt neveselīgam uzturam?

TMAO pētījumu līnija ir diezgan revolucionāra, jo aizdomas, ka taukains un smags ēdiens nav veselīgs, bija jau ilgu laiku. Izaicinājums ir molekulāro mehānismu potenciālā saistība ar insulta un infarkta cēloņiem. Šī TMAO molekula lielos ASV veiktos pētījumos, kur tūkstošiem pacientu tika skatīts metaboloms asinīs, izcēlās kā statistiski ticams marķieris iespējamām cilvēkā organismā notiekošajām izmaiņām un saslimšanām nākotnē. Ēdot daudz olas un gaļu, organismā nonāk karnitīns, holīns, betaīns. Ar mikrobiotas palīdzību, kas ir zarnās dzīvojošo mikroorganismu kopums, šie no uztura iegūtie savienojumi tiek pārveidoti par trimetilamīnu, kas ir organismam ne tik vērtīga viela. Tālāk tas aizceļo līdz aknām, kur sintezējas N-oksīds un tad TMAO nonāk asinsritē. Samērot koncentrācijas, var redzēt statistiski ticamo saistību ar iepriekš pieminētajām saslimšanām.

Ko pats TMAO dara ar katru no šūnām?

Pirmajā "Nature" rakstā bija teikts, ka šīs molekulas klātbūtne ietekmē holesterīna atpakaļ uzņemšanu makrofāgos (ar imunitāti saistītas šūnas), tādā veidā tika parādīts, ka cilvēkiem, kam ir augstāks TMAO līmenis, būs vairāk aterosklerozes. Tas savukārt nozīmē lielāku risku saslimt ar insultu un infarktu. Šo gadu laikā mūsu pētījumi ir parādījuši, ka TMAO sirds šūnās maina enerģijas metabolismu. Sirds šūnām paliek grūtāk "elpot". Turpretim japāņu populācijā, kur nav problēmas ar sirds slimībām, ēd daudz zivju produktu, kas satur trimetilamīnu. Tāpēc TMAO pētījumu lauks joprojām ir pretrunīgs, tātad arī interesants zinātniskajai izpētei.

Jaunākais atklājums, kas gan mums vēl jāapraksta publikācijā, ir par intermitējošo badošanos, kur dienā uzņem tikai 800 kcal un noteiktās stundās, kā rezultātā TMAO līmenis tiek ievērojami samazināts.

Ir pierādīta diabēta zāļu metformīna ietekme uz TMAO līmeni. Vai varat sīkāk pastāstīt par šo eksperimentu?

Melita Vidējā: Pelēm, kurām bija ģenētiski izraisīts diabēts, tika dots metformīns. Pēc kāda laika skatījāmies bioķīmiskos parametrus un TMAO līmeni plazmā. Secinājums- viens no pasaulē populārākajiem diabēta medikamentiem metformīns pelēs samazina TMAO līmeni. Diabēta pacientiem TMAO līmenis ir augstāks, tāpēc, lietojot šīs zāles, ir iespēja uzlabot kardiovaskulāros rādītājus.

Jānis Kūka: Ir novērojami ar glikozes līmeņa izmaiņām nesaistīti kardioprotektīvie efekti – kad diabēta pacients lieto metformīnu, samazinās glikozes līmenis asinīs un komplikāciju risks. Literatūrā ir aprakstīts, ka metformīns uzlabo kardiovaskulārās sistēmas stāvokli. Iespējams, ka tas tiek panākts ar TMAO līmeņa samazināšanu. Ir jāturpina pētījumi, lai apstiprinātu šo hipotēzi.

Pētījuma prezentācijā minējāt, ka cilvēkam L-karnitīna viena grama patērēšana paaugstina TMAO līmeni. Šī viela tiek izmantota sportistiem paredzētajos uztura bagātinātājos. Ko šis atklājums varētu pavēstīt sportistiem?

Maija Dambrova: Aizejot uz sporta zāli, var saost trimetilamīnu, kas ir līdzīgs zivju smakai. Tie, kuri ēd karnitīnu, izsviedrē trimetilamīnu, bet pārpalikumu akna pārveidos par TMAO. Var novērot, ka arī jaunus un spēcīgus cilvēkus piemeklē infarkts un insults – to varētu saistīt ar TMAO līmeņa paaugstināšanos, taču tas noteikti nav vienīgais iemesls. Lietojot karnitīnu saturošus uztura bagātinātājus, daudz karnitīna varēs atrast urīnā. Asins plazmā karnitīna koncentrācijas izmaiņas ir minimālas, vai tie būtu 2 g vai 8 g uzņemta karnitīna dienā. Muskuļu un citu audu koncentrācijas cilvēkos pētīt ir sarežģītāk, tāpēc datu nav daudz un pagaidām nav pētījumu, kas pierādītu L-karnitīna bīstamību dzīvībai.

Kādi būtu ieteikumi ikdienas uztura paradumiem, kuri nostiprinājušies pētījuma laikā?

Galvenais ir nepārēsties. Pandēmijas laikā arī aktualizējas uztura un liekā svara jautājumi, jo ir vērojama stresa ēšana. Ārsti stāsta svarīgas lietas, kas mūsu ausīm "lido garām". Dārzeņu ēšana ir būtiska, jo uzlabojam mikrobiotas kvalitāti zarnās, kas ir draudzīgs baktēriju pulks labai imunitātes nodrošināšanai. Tad, kad mēs pārēdamies, grūti klājas arī baktērijām un savairojas veselībai nedraudzīgās. Un vēl – veseliem cilvēkiem nevajadzētu aizrauties ar uztura bagātinātājiem.

LZP finansēts projekts Nr. Izp-2018/1-0081 "Trimetilamīna N-oksīds kā marķieris neveselīgai diētai un kardiometabolajiem riskiem" (2018. – 2021.), vadītāja M. Dambrova.

Seko zinātnes sasniegumiem Labsoflatvia.com.