I ricercatori hanno presentato i loro risultati alla conferenza primaverile della American Chemical Society (ACS), tenutasi dal 17 al 21 marzo in forma ibrida, sia virtuale che in presenza. Durante l’evento, sono state esposte quasi 12.000 presentazioni su vari argomenti scientifici.
Bahaa Elgendy, il principale investigatore del progetto, ha sottolineato l’importanza dell’esercizio fisico per la salute, ma ha anche riconosciuto che ci sono molte situazioni in cui è necessario un sostituto. Per esempio, alcune persone potrebbero essere troppo impegnate o non in grado di esercitarsi a causa di malattie o dell’età avanzata. In questi casi, un farmaco che imita gli effetti dell’esercizio potrebbe essere di grande aiuto.
I benefici dell’esercizio fisico sono noti sia per la mente che per il corpo. Elgendy, professore di anestesiologia alla Washington University School of Medicine di St. Louis, e i suoi colleghi sperano di riprodurre gli effetti fisici dell’esercizio, in particolare la capacità di migliorare il metabolismo e la crescita delle cellule muscolari, oltre a migliorare le prestazioni muscolari.
Un farmaco che può imitare questi effetti potrebbe contrastare l’atrofia muscolare e la debolezza che possono verificarsi con l’invecchiamento o a causa di malattie come il cancro o condizioni genetiche. Potrebbe anche potenzialmente contrastare gli effetti di altri farmaci, come i nuovi farmaci per la perdita di peso che causano la perdita sia di grasso che di muscolo.
I cambiamenti metabolici associati all’esercizio fisico iniziano con l’attivazione di proteine specializzate, note come recettori correlati agli estrogeni (ERR), che si presentano in tre forme: ERRα, ERRβ e ERRγ. Dopo circa un decennio di lavoro, Elgendy e i suoi colleghi hanno sviluppato un composto chiamato SLU-PP-332, che attiva tutte e tre le forme, compreso l’obiettivo più difficile, ERRα. Questo tipo di ERR regola l’adattamento allo stress indotto dall’esercizio e altri importanti processi fisiologici nel muscolo. Negli esperimenti con i topi, il team ha scoperto che questo composto aumentava un tipo di fibra muscolare resistente alla fatica e migliorava anche la resistenza degli animali quando correvano su un tapis roulant per roditori.
Per identificare SLU-PP-332, i ricercatori hanno esaminato la struttura degli ERR e come si legano alle molecole che li attivano. Poi, per migliorare la loro scoperta e sviluppare variazioni brevettabili, Elgendy e il suo team hanno progettato nuove molecole per rafforzare l’interazione con i recettori e provocare così una risposta più forte di quella fornita da SLU-PP-332. Nello sviluppo dei nuovi composti, il team ha anche ottimizzato le molecole per altre caratteristiche desiderabili, come la stabilità e il basso potenziale di tossicità.
Il team ha confrontato la potenza di SLU-PP-332 con quella dei nuovi composti esaminando l’RNA, una misura dell’espressione genica, di circa 15.000 geni in cellule del muscolo cardiaco del ratto. I nuovi composti hanno provocato un maggiore aumento della presenza dell’RNA, suggerendo che simulano più potentemente gli effetti dell’esercizio.
La ricerca con SLU-PP-332 suggerisce che il targeting degli ERR potrebbe essere utile contro malattie specifiche. Studi sugli animali con questo composto preliminare indicano che potrebbe avere un beneficio contro l’obesità, l’insufficienza cardiaca o il declino della funzione renale con l’età. I risultati della ricerca aggiornata suggeriscono che i nuovi composti potrebbero avere effetti simili.
L’attività degli ERR sembra anche contrastare i processi dannosi che si verificano nel cervello nei pazienti diagnosticati con la malattia di Alzheimer e in quelli che hanno altre condizioni neurodegenerative. Mentre SLU-PP-332 non può passare nel cervello, alcuni dei nuovi composti sono stati sviluppati per farlo.
“In tutte queste condizioni, gli ERR giocano un ruolo importante”, afferma Elgendy. “Se hai un composto che può attivarli efficacemente, potresti generare così tanti effetti benefici.”