Наше тело представляет собой загадочный суп из множества гормонов и факторов роста, которые определяют, как мы развиваемся, растем и стареем. Один из гормонов, в первую очередь ответственный за наш ранний рост, метко назван «гормоном роста». Как и большинство факторов роста в организме, гормон роста представляет собой секретируемый белок, который оказывает множественное влияние на регуляцию генов, рост клеток, метаболизм, дифференцировку, а также рост и развитие некоторых органов и тканей. Для выполнения этих биологических действий эти молекулы активируют специфические клеточные рецепторы, которые инициируют один или несколько сигнальных каскадов внутри клетки. Как и многие другие гормоны, гормон роста выделяется пульсирующим образом, который регулируется отрицательным и положительным контролем и называется системой обратной связи.

Гормон роста (GH) действует напрямую, стимулируя собственный рецептор на клеточных мембранах. Он также действует косвенно на периферические клетки-мишени, стимулируя синтез и секрецию инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1). Дихотомические роли гормона роста являются примером сложности гормонального действия. В дополнение к эффекту имитации инсулина, ГР также противодействует метаболическим эффектам инсулина. Хронические уровни повышенного уровня GH приводят к непереносимости глюкозы. GH индуцирует синтез липидов (жиров) в жировых клетках за счет инсулиноподобных эффектов и ингибирования липолиза (расщепления жира). Однако ГР также стимулирует липолиз в жировых клетках. Когда GH вводят взрослым с дефицитом GH, их мышечный объем и мышечная масса тела увеличиваются, а жировые отложения значительно уменьшаются.

Каким образом такие белки, как ГР, вызывают специфический ответ, приводящий к таким разнообразным эффектам в организме? Гормоны и другие факторы роста передают свое «сообщение» клетке-мишени, взаимодействуя с их специфическим рецептором. Каждый белок или пептид синтезируется внутри клетки в соответствии с генетическим кодом, называемым ДНК. В результате ряда процессов полученный белок синтезируется внутри клетки в соответствии с генетическим кодом, называемым ДНК. В результате последовательных процессов полученный собранный белок состоит из отрезков аминокислот, которые связаны вместе и соединены различными типами химических связей для придания трехмерной формы, что называется его «конформацией». Эта физическая структура и химические свойства последовательностей определяют, как молекула связывается со своим рецептором и стимулирует его.

Благодаря достижениям в области биотехнологии ученые обнаружили, что различные фрагменты многих белков, участвующих в передаче клеточных сигналов, вызывают специфические физиологические реакции. Теперь ученые могут идентифицировать конкретные домены интактных гормонов, которые являются функциональными, и определить, каковы их функции. Исследовательские лаборатории могут секвенировать, синтезировать и амплифицировать эти фрагменты и обнаруживать, как они вызывают свои эффекты, добавляя их к клеточным культурам ( in vitro ), выращенным в лаборатории.

Исследователи идентифицировали фрагмент человеческого GH (hGH), который отвечает за инсулиноподобную реакцию у людей, и другой фрагмент, который индуцирует метаболизм липидов. Они синтезировали этот последний фрагмент и показали, что хроническое пероральное и инъекционное (острое) введение этих фрагментов уменьшает жировую массу у крыс. (1) Они также показали, что он мобилизует липиды в жировых клетках человека in vitro . Фрагменты пептидов были способны противостоять деградации ферментами желудочно-кишечного тракта, абсорбировались и появлялись в плазме крыс. Однако еще предстоит определить, могут ли пептидные фрагменты выдерживать переваривание и всасываться в желудочно-кишечном тракте человека.

Синтез фрагментированного hGH и других факторов роста может иметь большие перспективы для будущего медицинского введения гормонов без побочных эффектов, которые часто возникают при использовании интактных молекул. Вскоре врачи смогут назначать аналог гормона роста, который изменяет состав тела, не вызывая непереносимости глюкозы. Пероральное введение также предлагает простой и неинвазивный способ введения для эффективной фармакотерапии для лечения ожирения и диабета. Я предвижу применение этой технологии к другим синтезированным фрагментам гормонов и факторов роста в качестве успешной дополнительной терапии других заболеваний, таких как рак. Будущее выглядит светлым для новых методов лечения болезней.