Os pesquisadores há muito trabalham em como tratar a obesidade, uma condição séria que pode levar à hipertensão, diabetes, inflamação crônica e doenças cardiovasculares. Estudos também revelaram uma forte correlação entre obesidade e câncer – dados recentes mostram que fumar, beber álcool e obesidade são os maiores contribuintes para o câncer em todo o mundo.

O desenvolvimento de células adiposas, que são produzidas a partir de um minúsculo progenitor semelhante a um fibroblasto, não apenas ativa os genes específicos das células adiposas, mas também as desenvolve armazenando mais lipídios (adipócitos e tecido adiposo ). Na verdade, o armazenamento de lipídios é a função definidora de uma célula adiposa. Mas o armazenamento de muito lipídio pode tornar as células de gordura insalubres e levar à obesidade .

A capacidade de direcionar as células de gordura e separar com segurança a formação de gordura não saudável do metabolismo da gordura saudável seria a resposta às orações de muitas pessoas. Um grande desafio no tratamento da obesidade é que o tecido adiposo , que não é contínuo no corpo, mas é encontrado peça por peça em "depósitos", tem sido difícil de atingir de maneira específica para o depósito, localizado no local exato.

Existem dois tipos principais de gordura: gordura visceral , tecidos internos que envolvem o estômago, fígado e intestinos, e gordura subcutânea, encontrada sob a pele em qualquer parte do corpo. A gordura visceral produz barriguinhas; a gordura subcutânea pode criar papadas no queixo, gordura nos braços, etc. Até o momento, não havia como tratar especificamente o tecido adiposo visceral. E os tratamentos atuais para gordura subcutânea, como a lipoaspiração, são invasivos e destrutivos.

Dois novos estudos de pesquisadores da Columbia Engineering e do Columbia University Irving Medical Center (CUIMC) podem ter a resposta para direcionar o depósito de células de gordura de forma específica e saudável. Os artigos demonstram um novo método para tratar a obesidade usando nanomateriais catiônicos que podem atingir áreas específicas de gordura e inibir o armazenamento não saudável de células de gordura aumentadas. Os materiais remodelam a gordura em vez de destruí-la, como faz, por exemplo, a lipoaspiração. O primeiro artigo , publicado hoje pela Nature Nanotechnology , enfoca a adiposidade visceral, ou gordura da barriga. O segundo artigo , publicado online em 28 de novembro pela Biomaterials , enfoca a gordura sob a pele, bem como a inflamação crônica associada à obesidade.

A equipe de pesquisadores, liderada por Li Qiang, professor adjunto de patologia e biologia celular da CUIMC, e Kam Leong, professor Samuel Y. Sheng de Engenharia Biomédica e de biologia de sistemas da CUIMC, reconheceu que o tecido adiposo contém grandes quantidades de substâncias extracelulares carregadas negativamente matriz (ECM) para manter as células de gordura. Eles pensaram que essa rede ECM carregada negativamente poderia fornecer um tipo de sistema de rodovias para moléculas carregadas positivamente. Então eles pegaram um nanomaterial carregado positivamente, PAMAM geração 3 (P-G3), e o injetaram em camundongos obesos. O P-G3 se espalhou rapidamente por todo o tecido e a equipe ficou entusiasmada com o fato de seu método para atingir especificamente a gordura visceral funcionar.

E então algo intrigante aconteceu: o P-G3 desligou o programa de armazenamento de lipídios nas células adiposas e os camundongos perderam peso. Isso foi totalmente inesperado, dada a função bem estabelecida do P-G3 na neutralização de patógenos carregados negativamente, como restos celulares de DNA/RNA, para aliviar a inflamação.

"Nossa abordagem é única - parte das abordagens farmacológicas ou cirúrgicas", diz Qiang, especialista em obesidade e biologia de adipócitos. "Usamos carga catiônica para rejuvenescer células de gordura saudáveis, uma técnica que ninguém jamais usou para tratar a obesidade. Acho que essa nova estratégia abrirá as portas para uma redução de gordura mais saudável e segura".

Nesses dois estudos, os pesquisadores descobriram que o material catiônico, P-G3, poderia fazer algo intrigante nas células adiposas - embora ajudasse na formação de novas células adiposas, também desacoplou o armazenamento de lipídios das funções de manutenção das células adiposas. E porque inibe o armazenamento de lipídios prejudiciais das células de gordura aumentadas, os camundongos tinham células de gordura pequenas, jovens e metabolicamente saudáveis, como as encontradas em recém-nascidos e atletas. Os pesquisadores descobriram que essa função de desacoplamento do P-G3 também é válida em biópsias de gordura humana, significando o potencial de tradução em humanos.

"Com o P-G3, as células adiposas ainda podem ser células adiposas , mas não podem crescer", disse Leong, pioneiro no uso de policatiões para eliminar patógenos. “Nossos estudos destacam uma estratégia inesperada para tratar a adiposidade visceral e sugerem uma nova direção na exploração de nanomateriais catiônicos para o tratamento de doenças metabólicas”.

Agora que eles podem atingir seletivamente a gordura visceral, Leong e Qiang vislumbram várias aplicações. O estudo de Biomateriais demonstra uma abordagem simples que pode ser usada para fins estéticos; como o Botox, o P-G3 pode ser injetado localmente em um depósito de gordura subcutâneo específico. Os investigadores, que têm patentes pendentes, agora estão transformando o P-G3 em vários derivados para melhorar a eficácia, segurança e especificidade do depósito.

O que os pesquisadores estão particularmente empolgados é desenvolver o P-G3 em uma plataforma que pode fornecer medicamentos e terapias genéticas especificamente para um determinado depósito de gordura. Isso pode redirecionar muitos medicamentos de preocupações sistêmicas de segurança, como as tiazolidinedionas (TZDs), um medicamento potente, mas inseguro, que é um forte modulador de gordura e usado para tratar diabetes tipo 2 - mas foi associado à insuficiência cardíaca e banido em vários países .

"Estamos muito entusiasmados em descobrir que a carga catiônica é o segredo para atingir o tecido adiposo", disse Qiang. "Agora podemos reduzir a gordura de uma maneira específica para o depósito - em qualquer lugar que quisermos - e de maneira segura, sem destruir as células adiposas . Este é um grande avanço no tratamento da obesidade."