Descubren en la sangre biomarcadores de la resistencia cerebral a la insulina
Si el cerebro deja de responder adecuadamente a la insulina (resistencia a la insulina), esto puede provocar sobrepeso, diabetes y Alzheimer. Investigadores del Centro Alemán de Investigación sobre la Diabetes (DZD) de Potsdam y Tubinga han descubierto pequeñas modificaciones químicas del material genético (cambios epigenéticos*) en la sangre que indican cómo responde el cerebro a la insulina. Estos marcadores podrían ayudar a detectar la resistencia a la insulina en el cerebro mediante un simple análisis de sangre. Los resultados se publican en la revista Science Translational Medicine.
Imagen simbólica
AI-generated image
"La insulina no sólo interviene en el metabolismo, sino que también desempeña un papel clave en el cerebro en relación con las funciones cognitivas, la regulación del apetito y la homeostasis energética", explica la Prof. Dra. Stephanie Kullmann. Es investigadora del Instituto de Investigación sobre Diabetes y Enfermedades Metabólicas (IDM) del Helmholtz de Múnich en la Universidad de Tubinga y primera autora de la presente publicación. Hasta la fecha, la detección de la resistencia a la insulina cerebral sigue siendo costosa y requiere mucho tiempo, y no se dispone actualmente de biomarcadores . "Nuestro nuevo estudio demuestra que podemos extraer firmas epigenéticas de la sangre que indican con gran precisión si el cerebro sigue respondiendo a la insulina o ha dejado de hacerlo", afirma la Prof. Dra. Annette Schürmann, del Instituto Alemán de Nutrición Humana Potsdam-Rehbruecke (DIfE).
Clasificación precisa gracias al aprendizaje automático
Para identificar los marcadores epigenéticos, el equipo de investigación utilizó un método de aprendizaje automático para analizar los patrones de metilación del ADN (pequeñas modificaciones químicas del ADN) en la sangre. Estudiaron a personas sin diabetes tipo 2 (T2D) que diferían en cuanto a la respuesta de su cerebro a la insulina pero tenían valores similares de sensibilidad periférica a la insulina. Los datos de imagen, metabólicos y epigenéticos se integraron en el flujo de trabajo de aprendizaje automático.
En una primera cohorte de estudio con 167 participantes, los investigadores identificaron 540 sitios denominados CpG con patrones de metilación que permitían distinguir de forma fiable entre personas con y sin resistencia a la insulina en el cerebro.
"Cabe destacar que muchos de estos sitios de metilación estaban asociados a un riesgo elevado de T2D", informa Meriem Ouni, del DIfE, última autora del estudio. "Esto sugiere una influencia mutua entre la resistencia a la insulina en el cerebro y la enfermedad metabólica".
Los hallazgos se confirmaron posteriormente en dos cohortes de replicación independientes con 33 y 24 personas - y con un alto grado de precisión (83% a 94%). "Hemos podido demostrar que estas firmas son fiables independientemente de la edad o el IMC", subraya Schürmann.
La sangre como reflejo del cerebro
Los 540 sitios CpG examinados mostraron patrones de metilación modificados. Para 98 de los sitios CpG identificados, los investigadores hallaron una correlación entre la metilación sanguínea y la metilación cerebral en un conjunto de datos disponible públicamente. Muchos de los genes correspondientes intervienen en el desarrollo neuronal, la formación de sinapsis y la transmisión de señales. "Nuestros hallazgos sugieren que el perfil epigenético en la sangre puede reflejar procesos clave en el cerebro", explica Ouni.
Gran relevancia para la prevención y la terapia
Trabajos anteriores ya habían demostrado que las personas con resistencia a la insulina en el cerebro responden peor a las intervenciones sobre el estilo de vida, almacenan más grasa visceral y experimentan antojos más frecuentes, todos ellos factores de riesgo para el desarrollo de la T2D.
"En el futuro, los marcadores epigenéticos recién identificados podrían servir como instrumento de cribado para detectar precozmente a los pacientes de riesgo y proporcionarles un tratamiento específico, por ejemplo mediante cambios más intensos en el estilo de vida o nuevas sustancias activas", afirma Ouni con convicción. "Si sabemos quién es resistente a la insulina en el cerebro, podremos realizar intervenciones mucho más específicas y eficaces". El objetivo del equipo es ahora desarrollar un panel de pruebas estandarizado sobre la base de los 540 sitios CpG identificados que pueda utilizarse en la práctica clínica.
Si las firmas epigenéticas en la sangre también pueden utilizarse para la detección precoz de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer sigue siendo una cuestión para futuros estudios.
Colaboración interdisciplinar
Los resultados de la investigación actual fueron posibles gracias a la estrecha colaboración interdisciplinar entre varias instituciones. La interacción entre los dos principales temas de investigación del DZD: "El control metabólico por el cerebro" (Academia del Cerebro) y "La influencia de la genética y la epigenética en el desarrollo de la diabetes" (Academia de Epigenética) ha desempeñado un papel fundamental. También participaron científicos del Centro de Cerebro, Comportamiento y Metabolismo (CBBM) de la Universidad de Lübeck y del Hospital Universitario de Ulm. Esta experiencia interdisciplinar fue decisiva para obtener nuevos conocimientos sobre las complejas relaciones entre el metabolismo, la epigenética y el cerebro.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Stephanie Kullmann, Amandeep Singh, Ratika Sehgal, Fabian Eichelmann, Leontine Sandforth, Britta Wilms, Markus Jähnert, Andreas Peter, Svenja Meyhöfer, Dirk Walther, Hubert Preissl, Hans-Ulrich Häring, Matthias B. Schulze, Martin Heni, Andreas L. Birkenfeld, Annette Schürmann, Meriem Ouni: Circulating Epigenetic Signatures Classifying Brain Insulin Resistance in Humans. Science Translational Medicine
Más noticias del departamento ciencias
