Los investigadores que intentan comprender y tratar mejor los trastornos del azúcar en la sangre, como la diabetes tipo 2, pueden buscar nuevas pistas en pequeños peces extraños que habitan en cuevas mexicanas.
El pez cavernario gordo y sin ojos alberga la misma mutación genética que las personas con una forma hereditaria de diabetes severa y experimentan oleadas y bloqueos de azúcar en la sangre similares a la diabetes después de comer, sin embargo, son perfectamente saludables, según un estudio en Naturaleza dirigido por genetistas en la Escuela de Medicina de Harvard.
El descubrimiento "me dejó boquiabierto", dijo Ariel Aspiras, coautor del artículo y estudiante de posgrado en el laboratorio de Cliff Tabin en el HMS. "La desregulación de la glucosa generalmente causa una gran cantidad de problemas, pero noen el pez. En realidad parece beneficiarlos "
Los peces ofrecen una nueva oportunidad para descubrir cómo los animales pueden prosperar con rasgos que enfermarían a los humanos, dijo el coautor principal Nicolas Rohner, un ex becario postdoctoral en el laboratorio de Tabin que ahora es investigador asistente en el Instituto de Medicina StowersInvestigación en Kansas City, Missouri, y profesor asistente en el Centro Médico de la Universidad de Kansas.
"Las jirafas tienen presión arterial alta para que la sangre pueda alcanzar sus largos cuellos y las focas desarrollan niveles extremadamente altos de azúcar en la sangre, pero casi nadie mira estas estrategias naturales", dijo.
El estudio "plantea la posibilidad emocionante" de que el pez cueva tenga otras mutaciones que protejan contra los daños habituales de la mala regulación del azúcar en la sangre, dijo el coautor principal Tabin, el profesor de genética George Jacob y Jacqueline Hazel Leder y jefe delDepartamento de Genética en HMS.
Si existen tales mutaciones, estudiarlas podría permitir a los científicos desarrollar nuevas intervenciones para la enfermedad humana, dijo Tabin.
"No sabemos si estudiar los peces nos ayudará directamente", dijo Rohner, "pero la evolución ha probado muchas variantes genéticas durante millones de años y creo que es más inteligente que cualquier cosa que podamos encontrar, incluso conaprendizaje automático. Creo que sería una tontería no mirar "
oleadas de azúcar sin escocés
La sorprendente fisiología del pez parece ser una adaptación a sus condiciones de vida extremas.
Sus casas subterráneas, casi completamente cerradas del mundo exterior, no proporcionan alimentos durante la mayor parte del año. El hambre prolongada de los peces está marcada por las inundaciones de primavera que arrastran nutrientes como lombrices y algas.
Tabin y sus colegas revelaron previamente que el pez cueva tiene mutaciones en el mismo gen que las personas con apetito insaciable. Aunque es dañino en los humanos, el gen alterado ayuda a los peces a comer todo lo que pueden y acumular grasa corporal en tiempos de abundancia. Los investigadores mostraron queun metabolismo notablemente lento permite que los peces vivan de esa grasa hasta que llegue la próxima inundación.
En el nuevo estudio, los investigadores buscaron si otros aspectos del metabolismo del pez cueva eran anormales. Descubrieron que los peces también son resistentes a la insulina: sus células no responden bien al grito de la hormona para absorber la glucosa después de una comida.
Un sello distintivo de muchos trastornos metabólicos y un precursor de la diabetes tipo 2, la resistencia a la insulina en las personas puede provocar un páncreas con exceso de trabajo, un exceso de almacenamiento de grasa y un nivel alto de azúcar en la sangre crónico.
Los experimentos revelaron que los peces de las cavernas también tienen niveles constantemente elevados de azúcar en la sangre, pero no parecen sufrir las consecuencias que las personas sufren, como daños en los nervios y los vasos sanguíneos.
"Cuando las proteínas en nuestra sangre están empapadas en azúcar todo el tiempo, no funcionan tan bien porque esencialmente se endulzan", explicó la coautora primera, Misty Riddle, becaria postdoctoral en el laboratorio de Tabin.tienen un nivel alto de azúcar en la sangre, pero no tienen proteínas recubiertas de azúcar. ¿Cómo lo hacen? "
Por ahora, la respuesta, que Riddle sugiere podría inspirar estrategias de tratamiento para el daño tisular asociado a la diabetes, sigue siendo un misterio.
Sondeo más profundo
Dado que los peces de las cavernas no son un modelo bien estudiado para el metabolismo humano, los investigadores tuvieron que descifrar los protocolos a medida que avanzaban, incluido el desarrollo de una versión para peces de una prueba de tolerancia a la glucosa.
Compararon tres poblaciones diferentes de peces de las cavernas con sus primos metabólicamente normales que habitaban en la superficie y descubrieron que los peces de las cavernas disfrutan de vidas igualmente largas a pesar de su resistencia a la insulina.
Luego, los investigadores criaron el pez cueva con el pez de superficie y estudiaron cientos de los híbridos resultantes. Descubrieron que los híbridos con la mutación del pez cueva pesaban más y tenían niveles de azúcar en la sangre más altos que aquellos sin la mutación.
Yendo un paso más allá, los investigadores trasplantaron la mutación del pez cueva en el pez cebra y confirmaron que contribuye tanto a la resistencia a la insulina como al aumento de peso.
Los científicos ahora están buscando otros genes que dan forma al metabolismo de los peces de las cavernas.
En el camino, tienen la intención de mostrarles a sus colegas que los peces son una herramienta útil para estudiar el metabolismo humano. "Espero que la gente se entusiasme con los peces de las cavernas como modelo cuando vean que podemos dar una idea de los fenómenos, incluso tan bien estudiados comoresistencia a la insulina ", dijo Aspiras.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud subvención HD089934 y el Instituto Stowers.
Los miembros del laboratorio de Tabin, Brian Martineau, Megan Peavey y Julius Tabin son coautores del artículo. Otros autores están afiliados a la Universidad de Minnesota y la Universidad de Nueva York.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de Harvard . Original escrito por Stephanie Dutchen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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