Tiroida, descoperirea care schimbă tot ce se știa până acum

Se știe de ceva timp că glanda tiroidă este un puternic regulator al metabolismului organismului, făcându-l cheia pentru multe condiții de sănătate. Dar detaliile moleculare ale modului în care acționează hormonul tiroidian asupra celulelor din corp nu au fost niciodată pe deplin înțeles. Acum, cercetătorii de la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania au făcut un mare pas către rezolvarea acestui mister, arătând că nu funcționează ca un comutator on / off direct.
Biologii au știut că, în celulele în care hormonul tiroidian acționează pentru reglarea metabolismului, acesta funcționează în nucleul celular, crescând activitatea unor gene și scăzând activitatea altora. Detaliile despre modul în care hormonul controlează activitatea genelor au fost în mare parte necunoscute, din cauza obstacolelor tehnice care au făcut dificilă studierea lor. Cercetătorii Penn Medicine, care raportează descoperirea lor în Genes and Development, au reușit să depășească multe dintre aceste obstacole tehnice pentru a oferi o imagine mult mai clară a mecanismelor de acțiune ale hormonului tiroidian, notează Medicalxpress.
„Am putut în acest studiu să arătăm că hormonul tiroidian nu doar pornește sau oprește lucrurile, ci schimbă mai subtil echilibrul dintre reprimarea și intensificarea activității genice”, a declarat investigatorul principal Mitchell Lazar, profesor de diabet și boli metabolice, și directorul Institutului pentru diabet, obezitate și metabolism, la Penn Medicine. „Totuși, după cum știu persoanele cu hipotiroidism, lipsa hormonului tiroidian poate avea efecte profunde asupra organismului.”

Bolile glandei tiroide, descoperite de zeci de ani

Bolile glandei tiroide, inclusiv hipotiroidismul, hipertiroidismul și gușa, au fost descrise de când există medici. Molecula tiroxină produsă de tiroidă, precursorul chimic al formei active principale a hormonului tiroidian, a fost identificată în 1914.
Endocrinologii au recunoscut de multă vreme că hormonul tiroidian este un regulator esențial care îmbunătățește metabolismul, a cărui insuficiență poate duce nu numai la boli evidente ale tiroidei, ci și la creșterea în greutate și probleme metabolice conexe, inclusiv diabetul, colesterolul ridicat și bolile hepatice grase. Astfel, mecanismul de acțiune al hormonului, dacă este înțeles, ar putea fi o țintă pentru medicamente, extrem de valoreos pentru medicină.
Dar, deși oamenii de știință știu de aproape 40 de ani că hormonul tiroidian acționează în nucleul celulei pentru a controla activitatea genelor legându-se de proteinele speciale numite receptori ai hormonului tiroidian, modul în care funcționează totul a rămas o enigmă - în mare parte din cauza interacțiunilor hormonului tiroidian și a acestuia, receptorii au fost dificil de studiat. Printre alte provocări, receptorii sunt produși în mod normal în cantități relativ mici în celule, iar oamenilor de știință le-a lipsit o modalitate bună de a marca locurile lor de legare pe ADN - și de a vedea cum diferă aceste situri de legare atunci când este prezent hormonul tiroidian.

Hormonul tiroidian, descoperire surprinzătoare

În noul studiu, cercetătorii au dezvoltat un model de șoarece în care s-a adăugat o etichetă specială la TRβ, principalul receptor al hormonului tiroidian din ficatul - unde apar unele dintre cele mai importante efecte metabolice ale hormonului tiroidian. Cercetătorii au folosit această etichetă pentru a marca miile de locații de pe ADN în care se leagă TRβ, atât într-o stare în care hormonul tiroidian era prezent și se putea lega de TRβ, cât și atunci când hormonul era în mare parte absent. Cu aceste și alte experimente, echipa a furnizat dovezi puternice că hormonul tiroidian funcționează cu TRβ într-un mod neașteptat de subtil.
Când se leagă de un anumit sit de ADN înfășurat în nucleu, TRβ va spori sau reprima activitatea unei gene din apropiere. Pentru a realiza acest lucru, formează complexe cu alte proteine ​​numite co-activatori și co-represori. Cercetătorii au arătat că atunci când hormonul tiroidian este legat de TRβ, acesta poate schimba echilibrul acestor proteine ​​asociate de co-regulator în favoarea unei activări genetice mai mari în unele locuri și a unei represiuni genetice mai mari în altele. Acest lucru este în contrast cu modelele anterioare ale funcției hormonului tiroidian / TRβ, în care hormonul tiroidian are un efect mai absolut, de tip comutator, asupra activității genetice.
Cercetătorii recunosc că trebuie depuse mai multe eforturi pentru a elucida motivul pentru care legarea hormonului tiroidian la TRβ scade activitatea genică la unele site-uri de pe ADN și crește activitatea genică la alte site-uri. Dar ei văd noile descoperiri ca un progres semnificativ în înțelegerea unui proces de bază în biologie - un proces pe care medicamentele viitoare ar putea să îl poată viza exact pentru a trata o varietate de boli metabolice.
Coautorii acestui studiu includ Yehuda Shabtai, Nagaswaroop Nagaraj, Kirill Batmanov, Young-Wook Cho, Yuxia Guan, Chunjie Jiang, Jarrett Remsberg, Douglas Forrest și Mitchell Lazar.