Magazín Experiment: Mají nové léky na metabolické nemoci vliv na zdraví kostí? A k čemu slouží digitální dvojčata?

Vědci z Fyziologického ústavu Akademie věd dlouhodobě sledují, jak se mění složení kostí u myší po podání nové generace léků na obezitu a cukrovku nebo při specifické dietě.

S věkem totiž tuku v kostech přibývá, což vede k vyššímu riziku osteoporózy. Obezita a cukrovka tento proces ještě urychlují. Výzkumníky proto zajímá, jestli se to dá ovlivnit pomocí nejmodernějších léků na metabolické nemoci.

Postdoktorandka Mariana Santosová upravuje polohu uspané myši v denzitometru|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Tělo pod drobnohledem

„Teď připravuji přístroj pro anestezii. Následně myš vložím do téhle komůrky, kde ji pomocí anestetika uspím,“ popisuje postdoktorandka Mariana Santosová. Celý proces trvá asi tři minuty.

Pak myš opatrně vloží do denzitometru – přístroje, který dokáže měřit hustotu kostí, ale i tukovou hmotu a svaly. Zvíře v něm má díky dýchací masce po celou dobu vyšetření zajištěn přísun anestetik.

„Myšku polohujeme, abychom mohli měřit kompozici jejího těla,“ vysvětluje Michaela Tencerová z Laboratoře molekulární fyziologie kostí.

Myš je v denzitometru potřeba polohovat|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Až do nitra kosti

Z dat získaných na denzitometru mohou vědci odečíst, v jaké oblasti těla se nejvíce akumuluje tuková hmota. Takto postupně zkoumají celou skupinu myší a průběžně v čase sledují, jak se mění složení jejich těla při speciální dietě.

„V břišní oblasti je větší množství akumulovaného tuku, zatímco třeba na nožičkách je samozřejmě spíš netuková hmota v podobě svalu,“ poznamenává Kristýna Bardová z Laboratoře tukové tkáně.

Zobrazení kosti ve 3D pomocí microCT|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Kvalitu kostí posuzují vědci také podle výsledků vyšetření na mikroCT, díky němuž vidí i dovnitř kosti.

„Dostáváte až dva tisíce zobrazení jedné oblasti v rámci kosti a pomocí 3D rekonstrukce můžeme vidět různé odstíny šedé, které vypovídají o denzitě,“ přibližuje Michaela Tencerová.

„Dýchací test“

Ve vedlejší laboratoři měří výzkumníci také dlouhodobý energetický výdej myší.

„Je to naprosto neinvazivní měření, kdy je myška umístěna ve své kleci, má tam dietu a vodu. My z jejích dýchacích plynů dokážeme vypočítat, jaký má energetický výdej,“ popisuje Kristýna Bardová, která výsledky experimentu vidí okamžitě na monitoru počítače.

„Máme možnost sledovat, jakým způsobem například antidiabetika nebo nějaké genetické modifikace ovlivňují energetický metabolismus myši,“ dodává výzkumnice.

Některé testy provádějí vědci přímo v kleci s myší|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

Méně vedlejších účinků

Ve spolupráci s vědci z Katolické univerzity v Lovani se vědci z Fyziologického ústavu Akademie věd dlouhodobě zabývají také vlivem moderních léků na obezitu a cukrovku 2. typu na kosti.

„Měřili jsme nejen celkový metabolismus myšek, ale taky kostní – kvalitu jejich kostí pomocí mechanického zátěžového testu nebo vlastní struktury,“ doplňuje Michaela Tencerová. „Chtěli jsme vidět, jestli nové typy léčiv například ze skupiny TZD analogů anebo těch, která mají vliv na zlepšení tukového metabolismu, budou mít menší vedlejší účinky na kosti.“

TZD analogy jsou léky na diabetes 2. typu. Starší generace těchto léků měla na kvalitu kostí negativní vliv. Vědci proto na myších zkoumali novou generaci léčiv, která je právě v klinickém testování.

Vědkyně Michaela Tencerová (vlevo) a Kristýna Bardová|foto:Andrea Skalická, Český rozhlas

„U nové generace byly snížené negativní efekty na kosti. Bylo vidět, že měly menší ukládání tuků v kosti a stejně tak lepší strukturu kosti,“ shrnuje Michaela Tencerová.

Výzkum týmu z Fyziologického ústavu Akademie věd podpořil Národní institut pro výzkum metabolických a kardiovaskulárních onemocnění CARDIA.

Vývoj léků na metabolická onemocnění jde rychle dopředu. Úřad pro kontrolu potravin a léčiv ve Spojených státech amerických schválil koncem roku první pilulku na hubnutí, která má podobné účinky jako dosud používané injekce.

O novince v léčbě obezity si vědecká reportérka Andrea Skalická povídala s přednostou Centra diabetologie pražského IKEMU Martinem Haluzíkem. Rozhovor si můžete poslechnout v záznamu celého Magazínu Experiment.