Los investigadores de UT Southwestern han encontrado un impulsor clave de la diafonía que ayuda a sincronizar la absorción de nutrientes en el intestino con los ritmos del ciclo de luz día-noche de la Tierra.
Sus hallazgos podrían tener implicaciones de largo alcance para la obesidad en países ricos y la desnutrición en países empobrecidos.
En el estudio, publicado esta semana por ciencia , la Dra. Lora Hooper y su equipo de investigación descubrieron que las bacterias comensales, o buenas, que viven en las tripas de los mamíferos programan los ritmos metabólicos que gobiernan la absorción de grasa en la dieta del cuerpo. Dra. Hooper, Presidenta de Inmunología y HowardHughes Medical Institute Investigator, es autor principal del estudio.
El estudio también encontró que los microbios programan estos llamados ritmos circadianos mediante la activación de una proteína llamada histona desacetilasa 3 HDAC3, que está hecha por células que recubren el intestino. Esas células actúan como intermediarias entre bacterias que ayudan en la digestión de los alimentos.y proteínas que permiten la absorción de nutrientes.
El estudio, realizado en ratones, reveló que HDAC3 activa los genes involucrados en la absorción de grasa. Descubrieron que HDAC3 interactúa con la maquinaria del reloj biológico dentro del intestino para refinar el flujo y reflujo rítmico de proteínas que mejoran la absorción de grasa.Esta regulación ocurre durante el día en humanos, que comen durante el día, y en la noche en ratones, que comen de noche.
"El microbioma en realidad se comunica con nuestra maquinaria metabólica para hacer que la absorción de grasa sea más eficiente. Pero cuando la grasa es excesiva, esta comunicación puede provocar obesidad. Si lo mismo está sucediendo en otros mamíferos, incluidos los humanos, es el tema del futuroestudios ", agregó el autor principal, el Dr. Zheng Kuang, becario postdoctoral en el laboratorio Hooper.
Para retroceder en el tiempo, la historia realmente comienza con unos pocos ratones y una diafonía entre dos laboratorios en UT Southwestern.
La Dra. Hooper, que dirige la colonia de ratones libres de gérmenes de la Universidad, que se crían en entornos que no tienen microbios, también es profesora de inmunología y microbiología y miembro del Centro de Genética de la Defensa del Anfitrión. Ella sostieneJonathan W. Uhr, MD Distinguido Presidente en Inmunología, y es Nancy Cain y Jeffrey A. Marcus Scholar en Investigación Médica, en honor de Bill S. Vowell.
Las modificaciones de histonas, que están hechas por enzimas como HDAC3, controlan la expresión de genes que a su vez producen proteínas que llevan a cabo el trabajo de la célula. No hace mucho, el laboratorio Hooper decidió hacer un estudio con ratones de las modificaciones de histonasque parecía subir y bajar junto con ritmos circadianos.
Al comparar ratones normales cargados de bacterias con ratones libres de gérmenes, los investigadores descubrieron que algunas modificaciones de histonas, incluidas las realizadas por HDAC3, eran circadianas en ratones normales, pero se mantuvieron estables a un nivel plano en ratones libres de gérmenes.
Fue entonces cuando el Dr. Hooper contactó al Dr. Eric Olson, Presidente de Biología Molecular y Director del Centro Hamon de Ciencia y Medicina Regenerativa, que había realizado estudios sobre HDAC3 en un tejido diferente, el corazón. Los dos laboratorios colaboraron para desarrollar unmouse que carecía de HDAC3 solo en el revestimiento intestinal.
Los ratones que generaron no parecían destacables mientras comían una dieta normal. Sin embargo, cuando los investigadores alimentaron a los ratones con una dieta alta en grasas y azúcar similar a la que se consume comúnmente en los Estados Unidos, encontraron algo muy diferente.
"Lo llamamos la dieta de comida chatarra. Lo describo como conducir en un restaurante de comida rápida por una hamburguesa y papas fritas y luego parar en la tienda de donas", dijo. "La mayoría de los ratones en esa dieta se vuelven obesos.nuestra sorpresa, aquellos que no tenían HDAC3 en su revestimiento intestinal pudieron comer una dieta alta en grasas y azúcar y mantenerse delgados ".
Luego, compararon los ratones deficientes en HDAC3 con los ratones libres de gérmenes. Los investigadores encontraron que ambos grupos de ratones mostraron las mismas modificaciones de histonas planas y no rítmicas, lo que confirma la importancia de HDAC3 en los ritmos circadianos.
Cada célula del cuerpo tiene un reloj molecular que gobierna los procesos corporales. El estudio en ratones reveló que HDAC3 se adhiere a esa maquinaria de reloj celular para garantizar que la absorción de grasa sea más alta cuando los mamíferos están despiertos y comiendo.
"Nuestros resultados sugieren que el microbioma y el reloj circadiano han evolucionado para trabajar juntos para regular el metabolismo", dijo.
¿Por qué un sistema evolucionaría para engordarnos? El Dr. Hooper cree que podría haber evolucionado para permitir que los mamíferos utilicen la energía de manera eficiente para aumentar la inmunidad en un entorno con escasez de alimentos.
"Esta interacción regulatoria probablemente no evolucionó para hacernos obesos, pero cuando se combina con las dietas ricas en calorías de hoy en día, surge la obesidad", dijo, y agregó que esto es especulación y que el equipo aún está trabajando para comprender todos los componentes deel camino
"Nuestros resultados también sugieren que interrumpir las interacciones entre la microbiota y el reloj del cuerpo podría hacernos más propensos a ser obesos. Estas interrupciones ocurren con frecuencia en la vida moderna cuando tomamos antibióticos, trabajamos turnos nocturnos o viajamos internacionalmente. Pero creemosque nuestros hallazgos eventualmente podrían conducir a nuevos tratamientos para la obesidad, y posiblemente la desnutrición, al alterar las bacterias en nuestros intestinos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :