Los investigadores se están acercando a aprender cómo convertir las células grasas blancas en células grasas marrones, en un proceso llamado "beiging", para reducir los niveles de azúcar en la sangre y combatir la diabetes. El equipo, dirigido por Joseph Baur, PhD, profesor asistenteof Physiology en la Perelman School of Medicine de la University of Pennsylvania publicó sus hallazgos este mes en la revista diabetes .
"La formación de grasa blanca podría aprovecharse para combatir la diabetes quemando el exceso de calorías para causar una disminución del azúcar en la sangre", dijo Baur. "Nuestro trabajo sugiere que la activación de la vía mTOR juega un papel crítico en este proceso".Las células grasas de color beige se consideran una estrategia prometedora para combatir la obesidad debido a la capacidad de este tipo de células para metabolizar la glucosa y los lípidos, disipando la energía resultante en forma de calor.
Las células de grasa marrón y blanca, o adipocitos, desempeñan diferentes funciones en el cuerpo. Mientras que los adipocitos blancos almacenan energía en forma de gotas grandes de grasa, los adipocitos marrones contienen pequeñas gotas de grasa y están especializados para quemar grasa para producir calor. Para ello, los adipocitos marrones sonrepleto de las potencias llamadas mitocondrias que contienen hierro, lo que les da su color marrón. De hecho, los bebés nacen con grasa marrón a lo largo de la parte superior de la espalda y los hombros para mantenerse calientes.
En humanos adultos, el descubrimiento reciente de "depósitos" de grasa marrón también se asocia con un peso corporal más bajo. Las células grasas de color marrón, llamadas adipocitos beige, también aparecen dentro de los depósitos de grasa blanca en respuesta al frío y otras señales. El balance energéticodentro del cuerpo están influenciados por adipocitos marrones y beige, que son estimulados a la acción por las bajas temperaturas y otras señales para quemar grasas y carbohidratos.
La herramienta principal utilizada en estos estudios fue la rapamicina, un fármaco que inhibe la proteína mTOR objetivo mecanístico de la rapamicina, que se puede encontrar en dos complejos proteicos distintos. Primero se descubrió como un subproducto de Streptomycin hygroscopicus, una bacteria encontradaen una muestra de suelo de la Isla de Pascua, una isla también conocida como Rapa Nui, de ahí su nombre. La rapamicina se usa actualmente como inmunosupresor en el trasplante de órganos, pero recientemente ha llamado la atención cuando se descubrió que prolonga la vida útil de los ratones.
Curiosamente, en 2012, el laboratorio de Baur descubrió que la rapamicina también causa resistencia a la insulina debido a su capacidad para inhibir ambos brazos de la vía de señalización de mTOR controlada por los complejos de proteínas mTORC1 y mTORC2. Mostraron en un modelo animal que estos dos brazos podrían,en principio, separarse para analizar qué vía controla la longevidad versus los efectos endocrinos.
En términos de fisiología, la señalización de mTOR está involucrada en el control de los niveles de azúcar y colesterol en la sangre, y su inhibición aumenta el riesgo de diabetes. Mientras que estudios previos sugirieron que la inhibición de mTORC1 promovería la formación de glóbulos blancos, el presente trabajo de Baur apoya elnoción de que la actividad de mTORC1 es realmente necesaria para la formación de células grasas blancas inducida por el frío. Si la activación de mTORC1 directamente puede producir el mismo resultado, entonces este enfoque podría aplicarse para combatir la diabetes.
en el diabetes estudio, el equipo muestra que la rapamicina bloquea la capacidad del resfriado o los medicamentos que activan una ruta específica de neurotransmisores para inducir la aparición de células grasas de color beige. En consecuencia, los ratones tratados con rapamicina son intolerantes al frío y no pueden mantener la temperatura corporal y el peso cuandose mudó a un ambiente más frío.
Los hallazgos demuestran un papel positivo para mTORC1 en el reclutamiento de células grasas beige a depósitos de grasa blanca, lo que podría explicar algunos de los efectos metabólicos negativos de la inhibición de mTOR.
"Nuestro estudio destaca la compleja interconexión entre la señalización de mTOR y el metabolismo", dijo el primer autor Cassie Tran, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Baur. "Será fundamental para avanzar para determinar los objetivos específicos aguas abajo de mTOR que estáncausando los efectos metabólicos negativos con el fin de crear mejores medicamentos y medicamentos de un día que también podrían extender la brecha de salud. El descubrimiento de una ruta de señalización crítica para la formación de grasa de color beige también sugiere la oportunidad de apuntar a esta ruta para aumentar terapéuticamente el número de productores de calorcélulas en pacientes obesos o diabéticos "
Otros coautores incluyen a Sarmistha Mukherjee, David W. Frederick, Megan Kissig, James G. Davis y Patrick Seale, todos de Penn.
Este trabajo fue apoyado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud R01 AG043483, R01 DK098656, T32 DK07314, K99 / R00, AG041765.
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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