หัวใจทำหน้าที่ควบคุมการเผาผลาญพลังงานของร่างกาย

หัวใจสามารถประสานการเผาผลาญพลังงานไฟฟ้าของร่างกาย ซึ่งเป็นการค้นพบที่จะช่วยพัฒนาการรักษาโรคอ้วน เบาหวานชนิดที่ 2 และโรคหัวใจที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ตามผลการศึกษาที่นำโดยนักวิจัยจากศูนย์การแพทย์ UT Southwestern

นักวิจัยใช้หนูที่ได้รับอาหารไขมันสูงในการให้อาหาร โดยกำหนดเป้าหมายไปที่เส้นทางพันธุกรรมของหัวใจโดยเฉพาะ ซึ่งจะช่วยป้องกันโรคอ้วนและปกป้องสัตว์จากการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำตาลในเลือดอันเสี่ยง ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโรคเบาหวานประเภท 2 ได้

“ โรคอ้วนเบาหวานและโรคหลอดเลือดหัวใจเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตและความพิการ และโรคเหล่านี้ล้วนเกี่ยวข้องกับระบบเผาผลาญ การศึกษาครั้งนี้ถือเป็นการพิสูจน์ครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าหัวใจสามารถควบคุมระบบเผาผลาญของร่างกายได้ ซึ่งเราคิดว่าจะเปิดโอกาสให้มีการวิจัยในสาขาใหม่ๆ” ดร. เอริก โอลสัน ผู้เขียนอาวุโสและผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์โมเลกุลที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสเซาท์เวสเทิร์น กล่าวในเอกสารที่ตีพิมพ์ในวารสาร Cell

การศึกษานี้ดำเนินการกับหนูที่ดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งได้รับยาทดสอบที่ส่งผลต่อระดับของโมเลกุลควบคุมสองโมเลกุลในกล้ามเนื้อหัวใจ นักวิจัยพบว่า MED13 ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเส้นทางทางพันธุกรรมหนึ่งในเซลล์หัวใจ – กล้ามเนื้อหัวใจ – ควบคุมการเผาผลาญทั่วร่างกายของสัตว์ในขณะที่ไมโครอาร์เอ็นเอเฉพาะหัวใจ – miR-208a – ยับยั้งกิจกรรมของ MED13

หนูที่มีระดับ MED13 สูง ไม่ว่าจะทางพันธุกรรมหรือทางเภสัชวิทยา ก็ไม่แสดงอาการอ้วนและแสดงการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม หนูที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรมจนขาด MED13 ในเซลล์หัวใจจะไวต่อโรคอ้วนที่เกิดจากอาหารที่มีไขมันสูงอย่างมาก นอกจากนี้ หนูยังมีการเผาผลาญกลูโคสในเลือดที่บกพร่องและมีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ที่เป็นลักษณะเฉพาะของกลุ่มอาการเมตาบอลิก ซึ่งเกี่ยวข้องกับโรคหลอดเลือดหัวใจ โรคหัวใจ และเบาหวานประเภท 2

ไมโครอาร์เอ็นเอเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ ของสารพันธุกรรมที่ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์มองว่าเป็นเป้าหมายที่ไม่น่าสนใจสำหรับการวิจัย เนื่องจากไมโครอาร์เอ็นเอไม่สามารถเข้ารหัสโปรตีนได้ ซึ่งแตกต่างจากสายอาร์เอ็นเอยาว ยีนที่เข้ารหัสไมโครอาร์เอ็นเอเคยถูกมองว่าเป็นดีเอ็นเอ "ขยะ" มาช้านาน อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โมเลกุลเหล่านี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวควบคุมหลักของโรคต่างๆ และการตอบสนองต่อความเครียดที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อต่างๆ ปัจจุบันมีการระบุไมโครอาร์เอ็นเอแล้วประมาณ 500 ตัว

“เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ห้องปฏิบัติการชีวภาพของเราเน้นที่ไมโครอาร์เอ็นเอเฉพาะหัวใจที่เรียกว่า miR-208a จากนั้นจึงร่วมงานกับบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพแห่งหนึ่งเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เพื่อยับยั้งไมโครอาร์เอ็นเอดังกล่าว เมื่อเราทดสอบประสิทธิภาพของไมโครอาร์เอ็นเอดังกล่าวแล้ว เราก็พบว่าน้องชายของเราที่ได้รับไมโครอาร์เอ็นเอชนิดนี้มีความต้านทานต่ออาหารที่มีไขมันสูงมากกว่า และไม่มีอาการของโรคอื่นๆ เลย” ดร. โอลสันอธิบาย (ดร. โอลสันเป็นหนึ่งในห้าผู้ก่อตั้ง miRagen Therapeutics Inc. ซึ่งเป็นบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพที่ตั้งอยู่ในรัฐโคโลราโด โดยที่ UT Southwestern Medical Center ถือหุ้นอยู่)

ว่าไมโครอาร์เอ็นเอที่จำเพาะต่อหัวใจนี้จะโต้ตอบกับเซลล์ต่างๆ ในร่างกายอย่างไรยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดและจะเป็นหัวข้อของการวิจัยในอนาคต