MOTS-c

MOTS-c (od mitochondrial open reading frame of the 12S rRNA-c) to peptyd złożony z 16 aminokwasów, kodowany przez mitochondrialne DNA. Jest badany jako element komunikacji między mitochondriami a jądrem komórkowym w odpowiedzi na stres metaboliczny i wysiłek fizyczny. Naturalnie wytwarzany MOTS-c należy odróżnić od eksperymentalnego podawania peptydu syntetycznego.

Badania sugerują, że MOTS-c działa jako cząsteczka sygnałowa między mitochondriami a jądrem. Podczas niedoboru energii, intensywnego wysiłku lub innego stresu metabolicznego peptyd może przemieszczać się do jądra i wpływać na geny zaangażowane w produkcję energii, obronę antyoksydacyjną i adaptację komórkową. Poprzez te szlaki może przyczyniać się do równowagi metabolicznej i efektywnego wykorzystania energii.

Jeden z najlepiej zbadanych proponowanych mechanizmów obejmuje AMPK — centralny czujnik energii komórkowej. Aktywacja AMPK sprzyja wykorzystaniu glukozy, zwiększa utlenianie kwasów tłuszczowych i przesuwa komórki w stronę bardziej energooszczędnego metabolizmu. Badania na zwierzętach opisywały poprawę wrażliwości na insulinę i zmniejszenie zaburzeń metabolicznych wywołanych dietą wysokotłuszczową, a także mniejszy rozwój otyłości w niektórych modelach. Obserwacje te uczyniły MOTS-c ważnym przedmiotem badań nad chorobami metabolicznymi.

MOTS-c wzbudził również zainteresowanie w fizjologii wysiłku. Badania u ludzi wykazały, że intensywny wysiłek może znacznie zmieniać naturalne stężenie MOTS-c w organizmie. W jednym badaniu MOTS-c w mięśniach szkieletowych wzrósł około 11,9-krotnie po wysiłku, a poziom w osoczu podniósł się około 1,6-krotnie podczas wysiłku i pozostawał podwyższony przez pewien czas po nim. Obserwacje te sugerują, że endogenny MOTS-c uczestniczy w adaptacji organizmu do aktywności fizycznej i może być jednym z sygnałów zaangażowanych w adaptację metaboliczną związaną z treningiem.

Przedkliniczne badania na myszach opisywały poprawę wydolności fizycznej u zwierząt w różnym wieku po eksperymentalnym podaniu MOTS-c. Efekty obserwowano u młodych, w średnim wieku i starych myszy. Leczenie rozpoczęte w bardzo zaawansowanym wieku wiązano również z większą ogólną aktywnością i poprawą jakości zdrowia, choć niekoniecznie oznaczało to istotne wydłużenie maksymalnej długości życia. Wyniki te zachęciły do dalszych badań nad tym, czy jakiekolwiek porównywalne efekty mogłyby wystąpić u ludzi.

Kolejnym obszarem badań jest związek między MOTS-c a starzeniem. Naturalny poziom peptydu wydaje się spadać z wiekiem. Badacze zaproponowali, że niższy MOTS-c może wiązać się z upośledzoną funkcją mitochondriów, zwiększoną insulinoopornością i obniżoną wydolnością fizyczną. Skłoniło to do analizy, czy zrozumienie jego mechanizmów mogłoby wpłynąć na przyszłe podejścia do biologii zdrowego starzenia i związanych z wiekiem zmian metabolicznych. Pytania te pozostają eksperymentalne.

Badane są także możliwe efekty dotyczące stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego. Badania laboratoryjne i zwierzęce sugerują, że MOTS-c może zmniejszać sygnalizację zapalną, wspierać układy antyoksydacyjne i chronić mitochondria podczas stresu metabolicznego. Obserwacje te doprowadziły do badań w modelach sercowo-naczyniowych, neurodegeneracyjnych i innych chorób przewlekłych, w których dysfunkcja mitochondriów jest istotna. Większość dowodów w tych obszarach nadal pochodzi z komórek i zwierząt.

Większość danych o działaniu syntetycznego MOTS-c pochodzi z modeli komórkowych i zwierzęcych. Badania u ludzi wykazały głównie, że wysiłek zmienia endogenny MOTS-c w mięśniach lub krwi. Nie dowodzi to, że syntetyczny MOTS-c leczy choroby ani bezpiecznie poprawia wydolność fizyczną u ludzi.

MOTS-c jest ważnym przedmiotem badań nad sygnalizacją mitochondrialną, zwłaszcza w odniesieniu do AMPK, metabolizmu glukozy i adaptacji do wysiłku. Potencjalne zastosowania medyczne pozostają eksperymentalne. Kontrolowane badania u ludzi musiałyby ocenić skuteczność, farmakokinetykę i bezpieczeństwo syntetycznego MOTS-c oddzielnie od obserwacji naturalnie występującego peptydu.