Workout in een pil? Wetenschappers zijn een stap dichter bij een medicijn dat oefeningen nabootst

Luister naar dit Artikel

Wetenschappers staan aan het begin van de ontwikkeling van een medicijn dat de cellulaire voordelen van lichaamsbeweging kan nabootsen voor mensen die niet in staat zijn aan lichamelijke activiteit deel te nemen.

Zou het slikken van een pil iemand dezelfde voordelen kunnen opleveren als hardlopen op een loopband of weerstandstraining? In nieuw onderzoek zijn wetenschappers een stap dichterbij gekomen om dit werkelijkheid te maken en een medicijn te ontwikkelen dat enkele van de cellulaire effecten van lichaamsbeweging kan nabootsen.

Het doel is om een medicijn te maken dat in menselijke cellen schakelaars omschakelt die normaal gesproken door inspanning worden geactiveerd. Deze schakelaars helpen de spiermassa te behouden en te regenereren en stimuleren de activiteit van de krachtcentrales van cellen, zegt hoofdonderzoeker Bahaa Elgendy, universitair hoofddocent medicinale chemie en anesthesiologie aan de Washington University School of Medicine in St. Louis.

Het kunnen activeren van deze cellulaire veranderingen zonder oefening zou nuttig zijn voor oudere mensen, mensen met spierafbraakstoornissen en mensen die spiermassa zouden kunnen verliezen tijdens het gebruik van gewichtsverlies-inducerende medicijnen, zoals Ozempic, vertelde hij aan WordsSideKick.com.

In grote lijnen is het bedoeld voor mensen die te maken krijgen met grote fysieke barrières bij het sporten. “We hopen dat dit al deze gevallen kan helpen”, zegt Elgendy, die ook mede-oprichter is van Pelagos Pharmaceuticals, een startup gericht op het ontwikkelen van deze oefeningsnabootsende medicijnen, of zogenaamde oefeningsmimetica.

In een video-interview voegde Elgendy eraan toe dat de medicijnen ook nuttig zouden zijn voor mensen die het te druk hebben om voldoende te bewegen

In eerder onderzoek vonden Elgendy en collega’s een molecuul dat deze bewegingsschakelaars in cellen in laboratoriumschalen en bij dieren aanzet. Meer recentelijk hebben ze dat molecuul als uitgangspunt gebruikt om nieuwe verbindingen te ontwikkelen die krachtiger zijn in het nabootsen van de cellulaire effecten van lichaamsbeweging. Ze presenteerden deze bevindingen maandag (18 maart) tijdens de voorjaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS). Het werk vertegenwoordigt een kleine stap in de richting van het beschikbaar maken van deze medicijnen aan patiënten.

“Dit is een programma voor het ontdekken van geneesmiddelen in een vroeg stadium; het is nog niet voltooid”, zei Elgendy. “Als alles goed gaat, hopen we de komende jaren met menselijke proeven te beginnen.”

De zoektocht van de onderzoekers begon met het zoeken naar moleculen die zich konden aansluiten op structuren op cellen die bekend staan als ‘oestrogeengerelateerde receptoren’ (ERR’s). Deze zijn qua eiwit en genetische samenstelling vergelijkbaar met oestrogeenreceptoren, maar ondanks hun naam reageren ERR’s niet op het hormoon oestrogeen. Het zijn eerder weesreceptoren, wat betekent dat wetenschappers niet weten wat er van nature aan bindt, zei Elgendy.

Deze receptoren zijn echter door het hele lichaam te vinden en zijn vooral belangrijk in weefsels met een hoge energiebehoefte, zoals skeletspieren, het hart en de hersenen. Onderzoek naar de skeletspieren van muizen suggereert bijvoorbeeld dat het activeren van de receptoren helpt de productie van brandstof door de mitochondriën van de cellen te stimuleren, het uithoudingsvermogen van de dieren te vergroten en de cellen te helpen overschakelen op het verbranden van vetten in plaats van suikers.

ERR’s zijn er in drie smaken: alfa, bèta en gamma. In het verleden hadden wetenschappers manieren gevonden om de bèta- en gammareceptoren te activeren met door mensen gemaakte verbindingen. Maar alfa, waarvan bekend is dat het veel voorkomt in de hersenen en skeletspieren, bleek moeilijk te targeten.

“Er werd beweerd dat het niet verdoofd kon worden,” zei Elgendy. Maar een nieuw molecuul gemaakt door het team, genaamd SLU-PP-332, kan alle drie de smaken van ERR’s activeren, en alfa het krachtigst. De onderzoekers beschreven de verbinding in een eerder artikel dat in maart 2023 werd gepubliceerd in het tijdschrift ACS Chemical Biology.

Uit onderzoek met laboratoriumschotels bleek dat de verbinding het metabolisme van de skeletspieren stimuleerde, en bij muizen verbeterde het het uithoudingsvermogen van de knaagdieren tijdens het hardlopen en verhoogde het hun aantal vermoeidheidsresistente spiervezels.

In hun nieuwste werk herhaalde het team SLU-PP-332, waarbij ze nieuwe moleculen ontwierpen die beter in de drie receptoren zouden passen en een grotere potentie zouden hebben zonder het risico van onbedoelde effecten. ERR’s zijn betrokken bij een verscheidenheid aan cellulaire functies en worden zowel in kankercellen als in gezonde cellen aangetroffen. Dus terwijl ze doorgaan met de ontwikkeling van medicijnen, zullen de onderzoekers moeten controleren of ze in de eerste plaats trainingseffecten nabootsen zonder per ongeluk andere draden in het lichaam te laten struikelen.

Het team test nu hun nieuwste generatie moleculen in dieren. Ze beginnen met het bestuderen van muizen waarvan de biologie aspecten van menselijk hartfalen, obesitas en nierdisfunctie nabootst, om te zien of de nieuwe verbindingen kunnen helpen de aandoeningen te behandelen.

Er zijn ook aanwijzingen dat de ERR-alfareceptor relevant is voor de ziekte van Alzheimer, omdat de activiteit ervan in verband is gebracht met lagere niveaus van verkeerd gevouwen eiwitten in de hersenen. Het behandelen van de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve aandoeningen is een weg die het team wil verkennen, zei Elgendy.

Voorlopig is dit echter geen medicijn, zei hij. “Het is nooit op mensen getest.” De onderzoekers hebben nog veel werk te doen om de moleculen in dieren te testen, te zien hoe ze door het lichaam worden verwerkt en de nodige aanpassingen door te voeren voordat de kandidaat-medicijnen bij mensen terechtkomen. “Vertalen kost veel tijd”, zei Elgendy.

Bronnen: Live Science