Как выбрать лучший агонист амилинового рецептора для лечения ожирения?

Амилин — это гормон из семейства кальцитонин-подобных пептидов, который секретируется бета-клетками поджелудочной железы вместе с инсулином в ответ на прием пищи. В мозге он связывается с амилиновыми рецепторами (AMYR), приводя к снижению аппетита, замедлению опорожнения желудка и подавлению секреции глюкагона. В отличие от инсулина, амилин действует преимущественно на уровне ЦНС, что делает его перспективной мишенью для терапии ожирения и диабета.

Агонисты амилиновых рецепторов уже применяются в клинической практике. Например, препарат прамлинтид — синтетический аналог амилина — одобрен для применения в США и используется в качестве дополнительного средства для профилактики гипо- и гипергликемии у пациентов с диабетом. На стадии клинических исследований находится препарат кагрилинтид, который является агонистом рецепторов как амилина, так и кальцитонина. В клинических испытаниях этот препарат способствовал выраженному снижению массы тела, особенно в комбинации с агонистом рецептора глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1R) семаглутидом.

Авторы статьи в Science Signaling детально проанализировали амилиновые рецепторы. Они относятся к GPCR — рецепторам, сопряженным с G-белком, — и состоят из двух частей: кальцитонинового рецептора (CTR) и одного из трех вспомогательных белков (RAMP1, RAMP2 или RAMP3). То, какой тип белка RAMP связывается с CTR определяет тип рецептора (AMY1R, AMY2R или AMY3R). До сих пор не было установлено, насколько стабильно эти субъединицы связаны между собой и могут ли агонисты влиять на их взаимодействие.

Чтобы исследовать стабильность взаимодействий между субъединицами амилиновых рецепторов, ученые экспрессировали в клетках HEK293S конструкты с мечеными кальцитониновыми рецепторами (CTR) и белками RAMP. После лизиса клеток из них выделяли рецепторы в мягком детергентном буфере, чтобы сохранить структуру. Для анализа взаимодействий авторы использовали четыре различных агониста AMYR: крысиный амилин (rAmy), гормон семейства кальцитонин-подобных пептидов α-CGRP, а также кальцитонин человека (hCT) и лосося (sCT). Чтобы различить свободные субъединицы и полноценные рецепторные комплексы, исследователи использовали адаптированный метод нативного электрофореза в полиакриламидном геле с последующей детекцией флуоресцентно меченных белков. Таким способом они визуализировали CTR, RAMP и их гетеродимеры. Дополнительно ученые использовали метод биолюминесцентного резонансного переноса энергии (BRET), который позволяет отслеживать соединение и диссоциацию субьединиц в мембране живой клетки.

В результате экспериментов авторы выяснили, что варианты амилиновых рецепторов отличаются по стабильности. В отсутствие агонистов для AMY1R и AMY2R преобладали свободные субъединицы этих рецепторов, тогда как AMY3R образовывал более стабильные комплексы. При добавлении крысиного амилина и α-CGRP происходила стабилизация AMY1R и в меньшей степени AMY2R, воздействия на AMY3R не наблюдалось. При добавлении же человеческого и лососевого кальцитонина комплексы AMY3R и частично AMY1R диссоциировали. Эти результаты подтвердились и методом BRET.

Далее авторы провели серию тестов с BRET, в которых оценили связывание G-белков и сигналинг через цАМФ. Они показали, что активация рецепторов зависит от конкретного агониста. Например, rAmy и α-CGRP наиболее эффективно действовали на AMY1R, а sCT одинаково активировал все три типа рецепторов. Полученные данные показывают, что выбор агониста влияет как на образование рецепторного комплекса, так и на интенсивность активации сигнального пути. Это важно учитывать для разработки более точных и избирательных препаратов.

Авторы приходят к выводу, что активация рецепторов амилина включает сложную динамику взаимодействий между субъединицами рецептора, которая зависит как от базовой стабильности разных AMYR, так и от конкретного агониста. Все эти особенности напрямую влияют на активность внутриклеточной сигнализации, а один и тот же пептид может по-разному действовать на AMYR в зависимости от его подтипа. Полученные данные стоит учитывать при разработке новых препаратов. Кроме того, различия в диссоциации рецепторов могут объяснять, почему препараты на основе амилина и кальцитонина (например, прамлинтид и кагрилинтид) демонстрируют различные профили эффективности. Авторы подчеркивают, что предложенные ими методы могут быть полезны для изучения не только амилиновых рецепторов, но и других GPCR, взаимодействующих с RAMP-белками.

Вес могут снижать не только агонисты, но и антагонисты рецепторов GIP