Lever X-reseptor (LXR) og glukose- og lipidmetabolisme i humane muskelceller : bruk av ny metode for måling av glukose- og lipidmetabolisme i 96-brønners plater ("Multiwell-fuel handling")

Abstract

Type 2-diabetes er en sykdom i sterk vekst, spesielt i den vestlige delen av verden. Sykdommen medfører metabolske forstyrrelser som hyperglykemi, insulinresistens, endret lipidprofil og redusert metabolsk fleksibilitet. Det er vist at en viktig faktor for utvikling av sykdommen er økt akkumulering av triglyserider i skjelettmuskulatur. Denne lipidakkumuleringen mistenkes å føre til flere av de patofysiologiske endringer ved type 2-diabetes, som insulinresistens og redusert metabolsk fleksibilitet. Lever X-reseptorer (LXR) er ligand-aktiverte transkripsjonsfaktorer som er viktige i reguleringen av kolesterol- og lipidmetabolisme, og som også er involverte i glukosemetabolisme. Den funksjonelle rollen til LXR i skjelettmuskulatur er ikke godt kjent på nåværende tidspunkt.

Forsøkene i denne oppgaven ble utført på humane skjelettmuskelceller i kultur, med en ny metode for metabolismestudier på celler kalt Multiwell-metoden. Metoden innebærer mindre arbeid og større mengde resultater oppnådd på kortere tid sammenlignet med andre tidligere brukte arbeidsmetoder.

Celler kan variere mellom utnyttelse av glukose og fettsyrer som energikilde. Denne evnen kalles metabolsk fleksibilitet og er redusert ved type 2-diabetes, noe som muligens skyldes akkumulering av lipider i skjelettmuskulatur (IMTG) eller mitokondriell dysfunksjon. I denne oppgaven er det vist at fettsyrer fra intracellulære lagringslipider også oksideres. En økning i denne oksidasjonen eller redusert lagring av lipider i skjelettmuskelceller ville teoretisk sett vært gunstig ved type 2-diabetes.

Ulike ligander for LXR ble i denne oppgaven testet ut for effekt på metabolismen av oljesyre og glukose. Det ble sett en klar effekt av T0901317; økning i både opptak og oksidasjon av oljesyre og glukose. Andre ligander som ble testet ut var 22-R-hydroksykolesterol (22-R-HC), 27-hydroksykolesterol (27-HC) og DMHCA (N,N-dimetyl-3β-hydroksyl-cholenamid). Alle disse tre medførte redusert oksidasjon i forhold til celleassosiert fettsyre i cellene, noe som ikke er gunstig. Det ble også vist at disse ligandene påvirket glukosemetabolismen, men effektene var ikke veldig tydelige. Etter behandling med DMHCA ble det sett hemming av opptak og oksidasjon av glukose, noe som er ugunstig da det medfører hyperglykemi. Det er lite trolig at noen av disse ligandene vil kunne brukes som legemidler, da de kan føre til ugunstige effekter på lipid- og glukoseomsetning. Cerulenin, en forbindelse som hemmer fettsyresyntase (FAS), ble testet ut for å undersøke om den kunne hemme den lipogene effekten en aktivering av LXR gir, men flere forsøk må utføres før en konklusjon kan trekkes. Den syntetiske LXR-liganden 22-S-hydroksykolesterol (22-S-HC) ble også testet ut, og det ble vist at den har mer gunstige metabolske effekter sammenlignet med de andre LXR-ligandene. Det ble vist redusert lipidoksidasjon, samt økt glukoseopptak og -oksidasjon. Dette er en gunstig virkningsprofil som kan være interessant i forhold til utvikling av nye legemidler mot type 2-diabetes, og mye tyder på 22-S-HC bør undersøkes videre.