Nuevos conocimientos sobre la regulación de la ingesta de alimentos en mamíferos
Nuevos enfoques terapéuticos para la obesidad y la diabetes
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Un equipo internacional, en el que participan científicos de la Universidad de Leipzig, ha adquirido nuevos e importantes conocimientos sobre la regulación de la ingesta de alimentos en los mamíferos. El estudio, publicado recientemente en la prestigiosa revista científica PNAS, demuestra que la disponibilidad relativa de ácidos grasos saturados y monoinsaturados dentro del sistema ramificado de membranas de la célula -el retículo endoplásmico (RE)- desempeña un papel central en la regulación de la ingesta de alimentos. Los investigadores también identificaron un posible precursor genético del grupo de receptores GLP-1R/GIPR. Esto podría abrir nuevas vías para el desarrollo de terapias contra la obesidad y los trastornos metabólicos.
El estudio investigó la ingesta de alimentos en el nematodo C. elegans, aportando nuevos conocimientos evolutivos sobre el proceso regulador. Este organismo se utiliza ampliamente en investigación para estudiar el desarrollo y la genética. A diferencia de los mamíferos, carece de la hormona leptina y de los receptores de leptina que intervienen en la regulación de la ingesta de alimentos. La ingesta de alimentos se regula a través del retículo endoplásmico (RE), mediante un equilibrio entre ácidos grasos saturados y monoinsaturados. Este proceso es activado por el sensor de estrés IRE-1 (inositol-requiring enzyme 1), situado en la membrana del RE, que influye en el comportamiento a través de la serotonina neuronal y el par ligando-receptor acoplado a proteína G PDF-1/PDFR-1, un par de señalización implicado en la comunicación celular y la regulación de procesos fisiológicos específicos. Este mecanismo desencadena tanto señales hedónicas -asociadas a los aspectos placenteros de la alimentación- como señales homeostáticas, que reflejan las necesidades fisiológicas del organismo.
Estos dos tipos de señales interactúan para regular la ingesta de alimentos. El estudio demuestra que este sistema es homólogo a los sistemas relacionados con GLP-1/GIP en mamíferos, que desempeñan un papel importante en la regulación de los niveles de glucosa en sangre y la ingesta de alimentos. Aunque el par de señales PDF-1/PDFR-1 sólo tiene un efecto modesto, ayuda, por ejemplo en ratones, a reducir el peso corporal y mejorar el control de la glucemia. Esto puede resultar prometedor para futuros tratamientos de la obesidad y la diabetes.
La colaboración entre los investigadores en este campo se inició en 2024, cuando el profesor Ronald Kahn, de la Facultad de Medicina de Harvard, y la profesora Annette Beck-Sickinger, de la Universidad de Leipzig, participaron conjuntamente en el simposio internacional "Mecanismo de la obesidad", organizado por el Centro de Investigación Colaborativa 1052 de la Facultad de Medicina de la Universidad de Leipzig. El proyecto fue dirigido por investigadores del Joslin Diabetes Center de Boston y de la Universidad de Harvard en Cambridge (Massachusetts), que se encargaron del diseño general del estudio y realizaron los experimentos clave in vivo en nematodos y ratones. Contaron con el apoyo de varias universidades e institutos de investigación de renombre de Estados Unidos, China y Japón. En Leipzig, la investigadora novel Hannah Lentschat, que trabaja en el grupo de la profesora Annette Beck-Sickinger, desarrolló, sintetizó y ensayó los péptidos investigados en el estudio, pequeñas moléculas proteicas que desempeñan un papel central en la regulación metabólica. El grupo también llevó a cabo experimentos clave in vitro, que aportaron valiosos datos sobre el modo de acción de estas sustancias.
Los resultados del estudio se seguirán estudiando en el marco del clúster de excelencia del Centro de Metabolismo de Leipzig (LeiCeM), un centro de investigación sobre enfermedades metabólicas de la Universidad de Leipzig. El Centro de Investigación en Colaboración 1423, Dinámica estructural de la activación y señalización de GPCR, no sólo apoyó la colaboración en términos de experiencia e infraestructura, sino que también proporcionó recursos esenciales, en particular para las complejas síntesis de péptidos. "Este estudio presenta un nuevo paradigma para comprender la regulación del apetito en respuesta a señales metabólicas. Nuestros hallazgos sugieren que la ingesta de alimentos se rige por una compleja interacción de señales hedónicas y fisiológicas", afirma la profesora Annette Beck-Sickinger, portavoz del CRC 1423 y una de las autoras principales del estudio.
Los investigadores tienen previsto profundizar en estos hallazgos en nuevos estudios para dilucidar los mecanismos moleculares precisos y los paralelismos evolutivos entre nematodos y mamíferos. Esto podría conducir a nuevas terapias contra la obesidad y los trastornos metabólicos basadas en la regulación de la ingesta de alimentos mediante señales metabólicas y neuronales.
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