«Между людьми и мышами гораздо больше общего, чем многие думают», ‒ заметила старший научный сотрудник лаборатории физиологической генетики Елена Макарова, которая представила своих подопытных журналистам.
«Волшебная таблетка для похудения». Только для настоящих самцов
Действительно, мыши в лаборатории страдают от популярных человеческих проблем: ожирения, «что бы такого съесть, чтобы похудеть» и как пережить беременность и роды, если у тебя есть лишний вес. И сегодня у ученых уже есть ответы на некоторые из этих вопросов, по крайней мере ‒ для мышей.
Подопытные ‒ мыши линии C57 Black, геном которых уже полностью расшифрован, поэтому они ‒ любимый объект исследования генетиков. Как понятно из названия линии, это мыши с красивой густой черной шерсткой. Впрочем, среди них есть и мышки песочного цвета. От своих собратьев они отличаются не только окрасом, но важной генетической поломкой: они склонны к ожирению. Это мышки, которые не могут устоять перед соблазном лишний раз перекусить, и перекусы в конце концов приводят к набору веса. А ожирение, увы, сказывается на них так же печально, как на людях: снижается чувствительность к инсулину, нарушается углеводный и липидный обмен, в перспективе у таких мышей ‒ диабет второго типа и ожирение печени.
Можно ли как-то уговорить мышей не есть? Оказалось, можно.
«Мы работали с сигнальным веществом, вырабатываемым печенью, оно называется "фактор роста фибробластов 21". Этот фактор вырабатывается в нашем организме естественным образом в ответ на поступление сладкой пищи. В результате снижается тяга к сладкому, повышается чувствительность к инсулину (гормону, ответственному за усвоение глюкозы), белковая пища кажется более привлекательной ‒ мы естественным образом возвращаемся к здоровому питанию», – пояснила Елена Макарова.
На основе этого сигнального вещества уже разрабатываются лекарства от ожирения для людей и, конечно, его воздействие интенсивно изучают на мышах. Но исследования проводились только на самцах ‒ работать с ними ученым проще и удобнее, ведь у них, в отличие от самок, нет гормональных циклов, связанных с размножением. Новосибирские ученые решили включить в исследование и самок.
«Оказалось, что самки, в отличие от самцов, гораздо менее чувствительны к введению фактора роста фибробластов 21», ‒ рассказала Елена Макарова, подчеркнув, что таких исследований в мире раньше не проводилось.
Печеньки ‒ зло. Особенно если вы самка мыши
Это привело ученых к интересному выводу: возможно, лекарства от ожирения нужно подбирать в соответствии с полом пациента. Но только ли пол играет роль? Ответить на этот вопрос помогли черные мышки, которые, в отличие от своих собратьев с песочной шерсткой, переедать были не склонны. Но ученые нашли способ уговорить их есть побольше, и даже не один.
«Мы переедаем, потому что есть разнообразие в пище. Даже самый любимый торт вы не захотите есть, если вам будет доступен только он», – объяснила биолог.
Поэтому диету мышей разнообразили кусочками сала, семечками, а еще для своих подопытных новосибирские ученые пекли специальное печенье. Такую систему питания назвали «диета кафетерия». У другой подопытной группы мышей была иная система питания: гранулированный корм для увеличения массы мышей, где в питательные гранулы добавлено большое количество жира. Если сравнивать с популярными человеческими диетами, то это, пожалуй, аналог так называемой «кето-диеты» со сниженным количеством углеводов.
«Диета кафетерия» оказалась более эффективна для раскармливания, причем у мышей выявились разные вкусовые предпочтения: любителями печенюшек оказались самочки, в то время как самцы предпочитали перекусить чем-то жирным.
«Самки на "диете кафетерия" набирали больший вес, чем самцы, а корм с высоким содержанием жира, наоборот, позволял быстрее раскормить самцов», ‒ поделилась наблюдениями Елена Макарова.
Раскормленным мышам тоже дали фактор роста фибробластов 21, и оказалось, что его эффективность зависит от того, на какой диете толстели лабораторные животные. Мыши, которых держали на высокожирной диете, после введения фактора роста фибробластов 21 показывали снижение уровня глюкозы и инсулина в крови вне зависимости от пола. Более того, у них появлялась тяга к здоровой пище ‒ корму со сбалансированным содержанием питательных веществ. Мыши, которые жили на «диете кафетерия», худели уже избирательно: самцы показывали гораздо лучшие результаты, чем самки.
«Ожирение для самцов мышей более опасно, чем для самок. Метаболизм у самок и самцов различается, причем не только половыми стероидами. Работают разные регуляторные контуры», ‒ добавила Елена Макарова, подчеркнув, что механизмы этих различий ученым еще только предстоит изучить.
Тортик или дети? Не всякое ожирение помеха материнству
Специалисты ИЦиГ пошли дальше и выяснили, как влияет ожирение на появление потомства у мышей. Для этого они спаривали самок с избыточным весов из всех трех подопытных групп: песочного цвета, с генетически обусловленным ожирением, которые находились на стандартном питании; мышек, разъевшихся на «диете кафетерия» и раскормленных гранулами с высоким содержанием жиров. Все они были одного возраста и веса.
Оказалось, что у мышек с генетически обусловленным ожирением не возникло никаких проблем с размножением, а хуже всего обстояли дела у любительниц печенья из группы «диета кафетерия». Они вообще не могли родить самостоятельно.
«Мы заинтересовались, возможно, с плодами было что-то не в порядке? Самкам провели кесарево сечение, и новорожденных мышат подложили другим недавно родившим самкам. Все детеныши оказались здоровы и развивались нормально, то есть неправильное питание оказало пагубное влияние именно на организм матери. Нас это очень удивило, потому что мы не сталкивались с такими данными», ‒ рассказала Елена Макарова.
Напрямую переносить на людей результаты экспериментов, проведенных на мышах, конечно, нельзя, но сам факт, что диета может быть токсичной для беременных, очень важен для дальнейшего изучения.
Исследование, которое проходит при поддержке Российского научного фонда, важно не только для здоровья мышей. Различия, которые проявились в реакции подопытных на фактор роста фибробластов 21, показали, что при подборе лекарственного препарата важны и пол, и причины, приведшие к болезненному состоянию, и даже гастрономические предпочтения. По сути это и есть персонализированная медицина будущего ‒ и настоящего для мышей линии C57 Black.
