ต่อสู้กับไขมันและการอักเสบ: นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาสารประกอบใหม่

อนุพันธ์ดัดแปลงของผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติได้นำไปสู่ความก้าวหน้าทางการรักษาที่สำคัญและความสำเร็จทางการค้าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เมนทอลเป็นแอลกอฮอล์เมนทอลแบบวงแหวนที่พบได้ตามธรรมชาติในพืชหลายชนิด โดยเฉพาะสมาชิกในตระกูลมิ้นต์ เช่น เปปเปอร์มินต์และสเปียร์มินต์ เมนทอลเป็นส่วนผสมทั่วไปในขนม หมากฝรั่ง และผลิตภัณฑ์ดูแลช่องปากหลากหลายชนิด ที่น่าสนใจคือ เมนทอลยังมีคุณค่าทางยาสูงเนื่องจากมีฤทธิ์ระงับปวด ต้านการอักเสบ และต้านมะเร็ง

ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยศาสตราจารย์ Gen-Ichiro Arimura จากภาควิชาชีววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์โตเกียว ประเทศญี่ปุ่น ได้พัฒนาและศึกษาเมนทิลเอสเทอร์ของวาลีน (MV) และไอโซลิวซีน (MI) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของเมนทอลที่ได้จากการแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิลด้วยวาลีนและไอโซลิวซีนตามลำดับ

ผลการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Immunology

ศาสตราจารย์ Arimura กล่าวถึงแรงบันดาลใจในการทำงานปัจจุบันว่า “องค์ประกอบเชิงหน้าที่ของพืชที่ส่งผลดีต่อสุขภาพของมนุษย์เป็นสิ่งที่ผมสนใจมาโดยตลอด การค้นพบโมเลกุลใหม่จากวัสดุธรรมชาติเป็นแรงบันดาลใจให้กลุ่มวิจัยของเราพัฒนาอนุพันธ์กรดอะมิโนของเมนทอล”

นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์เมนทิลเอสเทอร์ของกรดอะมิโน 6 ชนิด ซึ่งมีลักษณะเด่นคือมีโซ่ข้างที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่า จากนั้นจึงประเมินคุณสมบัติของเอสเทอร์เหล่านี้โดยใช้การศึกษาในหลอดทดลองกับสายเซลล์ ในที่สุด พวกเขาได้ทำการทดลองในหนูเพื่อศึกษาผลของสารประกอบเหล่านี้ในสภาวะที่เกิดโรค โปรไฟล์ต้านการอักเสบที่โดดเด่นของ MV และ MI ถูกกำหนดโดยการประเมินระดับการถอดรหัสของปัจจัยเนโครซิสของเนื้องอก-α (Tnf) ในเซลล์แมคโครฟาจที่ได้รับการกระตุ้น

ที่น่าประหลาดใจคือ MV และ MI มีประสิทธิภาพดีกว่าเมนทอลในการทดสอบต้านการอักเสบ การวิเคราะห์ลำดับ RNA แสดงให้เห็นว่ายีน 18 ตัวที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบและการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันถูกระงับอย่างมีประสิทธิภาพ

นักวิจัยศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกการทำงานของเมนทิลเอสเทอร์ พบว่าตัวรับลิเวอร์เอ็กซ์ (LXR) ซึ่งเป็นตัวรับนิวเคลียร์ภายในเซลล์ มีบทบาทสำคัญในการออกฤทธิ์ต้านการอักเสบ และไม่ขึ้นอยู่กับตัวรับชั่วคราวที่ไวต่อความเย็น TRPM8 ซึ่งตรวจจับเมนทอลเป็นหลัก

เมื่อเจาะลึกลงไปถึงการทำงานของ MV และ MI ที่ขึ้นอยู่กับ LXR พบว่ายีน Scd1 ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการเผาผลาญไขมัน ได้รับการกระตุ้นโดย LXR นอกจากนี้ ในหนูที่มีอาการลำไส้ใหญ่บวมเนื่องจากการกระตุ้น ผลการต่อต้านการอักเสบได้รับการยืนยันเพิ่มเติมด้วยการยับยั้งระดับการถอดรหัสของยีน Tnf และ Il6 โดย MV หรือ MI ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับ LXR

ด้วยแรงบันดาลใจจากการค้นพบกลไกภายในเซลล์ของ LXR-SCD1 ศาสตราจารย์ Arimura และทีมงานของเขาจึงตั้งสมมติฐานว่าเมนทิลเอสเทอร์มีคุณสมบัติต่อต้านโรคอ้วน พวกเขาพบว่าเอสเทอร์เหล่านี้ยับยั้งการเกิดไขมันสะสม โดยเฉพาะในระยะการขยายตัวแบบไมโทซิสโคลนิกในเซลล์ไขมัน 3T3-L1 จากการศึกษาในสัตว์ พบว่าโรคอ้วนที่เกิดจากอาหารในหนูได้รับการบรรเทาลงและการเกิดไขมันถูกระงับ

เอสเทอร์เมนทิลมีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครเหนือสารประกอบต้านการอักเสบหรือต่อต้านโรคอ้วนอื่นๆ ที่กำลังมีการวิจัยหรือใช้งานอยู่ในปัจจุบัน กลไกการออกฤทธิ์ที่เฉพาะเจาะจงของเอสเทอร์เมนทิลซึ่งส่งผลต่อฤทธิ์ต้านการอักเสบและต่อต้านโรคอ้วนทั้งสองประการ ทำให้เอสเทอร์เมนทิลแตกต่างจากสารประกอบอื่นๆ และอาจทำให้เอสเทอร์เมนทิลมีประสิทธิผลอย่างยิ่งในการรักษาภาวะอักเสบและความผิดปกติของระบบเผาผลาญ ซึ่งอาจมีประโยชน์ต่อประชากรบางกลุ่ม เช่น ผู้ที่เป็นโรคอักเสบเรื้อรัง กลุ่มอาการเมตาบอลิก หรือภาวะแทรกซ้อนที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วน

“แม้ว่าการศึกษาครั้งนี้จะเน้นที่หน้าที่และกลไกการออกฤทธิ์ในแบบจำลองโรคที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบและโรคอ้วน แต่เราคาดว่าสารประกอบเหล่านี้จะมีประสิทธิผลต่อโรคที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการเมตาบอลิกหลากหลายชนิด เช่น โรคเบาหวานและความดันโลหิตสูง รวมถึงอาการแพ้” ศาสตราจารย์ Arimura กล่าวด้วยความมั่นใจ

โดยสรุป การศึกษาครั้งนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญและคุณค่าของโมเลกุลที่มีหน้าที่หลากหลายซึ่งได้มาจากสารธรรมชาติ การศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับเมนทิลเอสเทอร์ชนิดใหม่และเหนือกว่าเหล่านี้อาจนำไปสู่การพัฒนาสารประกอบที่ใช้ในการรักษาเพื่อต่อสู้กับปัญหาสุขภาพที่เพิ่มมากขึ้นที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและภาวะอักเสบ