Cuando estamos expuestos a suficiente frío o ejercicio, pequeños grupos de células de grasa marrón en nuestros cuerpos comienzan a quemar energía. Desde 2009, cuando los investigadores del Centro de Diabetes Joslin y otras instituciones descubrieron que esta forma útil de grasa puede ser activa enadultos, los científicos han tratado de aumentar el calor de estas células para tratar la obesidad, la diabetes y otras afecciones metabólicas.
Investigadores en el laboratorio de Joslin's Yu-Hua Tseng, PhD, investigador principal en la Sección de Fisiología Integrativa y Metabolismo, ahora han descubierto una ruta biológica inesperada por la cual las células de grasa marrón pueden traducir energía en calor.
Los estudios en ratones mostraron que la activación de esta vía en los precursores de las células de grasa marrón o blanca aumenta la capacidad de generación de calor de estas células sin presionar a las células a acumular grasa, dice Farnaz Shamsi, un asociado postdoctoral en el laboratorio de Tseng y autor principal deun artículo que describe los hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza .
Anteriormente, los investigadores descubrieron que ciertas señales biológicas que estimulan la producción de células de grasa marrón también pueden crear células de grasa blanca inútiles, lo que plantea uno de los desafíos de la investigación para mejorar la actividad de la grasa marrón. Sin embargo, el hallazgo sugiere que la víael equipo de Joslin descubierto podría ofrecer una solución a ese desafío.
La investigación comenzó con una proteína llamada UCP1 que se encuentra en las mitocondrias, las potencias de la célula. Se sabe que UCP1 es un componente crucial en la activación de las células de grasa marrón, explica Tseng, quien también es profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de Harvard.
Su equipo examinó más de 5,000 proteínas de mamíferos para identificar los factores que aumentaron la producción de UCP1 en las células precursoras de grasa marrón. La pantalla identificó dos proteínas llamadas FGF6 y FGF9, miembros de la familia de proteínas "factor de crecimiento de fibroblastos" que pueden ayudar a regular diversasprocesos biológicos, incluido el desarrollo y el crecimiento celular.
A continuación, los investigadores intentaron aumentar los niveles de las dos proteínas, y así aumentar la producción de UCP1, en células inmaduras de grasa marrón de ratón. Los científicos esperaban que estas células comenzaran a acumular grasas y otros lípidos, y a convertirse en grasa marrón maduracélulas, pero sorprendentemente, eso no sucedió.
Descubriendo minuciosamente las razones de este resultado inesperado, "encontramos paso a paso los eventos moleculares que ocurrieron aguas abajo que eventualmente condujeron a la producción de UCP1 en las células grasas", dice Shamsi. "Esta novedosa ruta aguas abajo era completamente diferente de lo que los investigadoresen nuestro campo hemos entendido como el mecanismo para inducir UCP1 en estas células "
Shamsi, Tseng y sus colegas vieron que las dos proteínas FGF proporcionan efectos similares en la producción de UCP1, pero están impulsadas por diferentes exposiciones en ratones. FGF9 es estimulado por el frío, mientras que FGF6 es estimulado por el ejercicio.
Cuando los científicos de Joslin analizaron muestras de tejidos grasos humanos, también reconocieron esta vía en el trabajo. Entre sus resultados, los niveles de FGF9 y FGFR3 la proteína receptora que FGF9 y FGF6 activan se asociaron con niveles más altos deUCP1 en grasa blanca y marrón humana. Más sorprendentemente, la expresión de FGFR3 en grasa blanca humana se correlacionó negativamente con el índice de masa corporal de la persona una medida de obesidad y la resistencia a la insulina una condición que puede conducir a la diabetes tipo 2.
"Esto sugiere que si podemos activar esta vía, potencialmente podemos beneficiar a las personas con obesidad, diabetes y enfermedades metabólicas relacionadas", dice Tseng.
Su equipo está trabajando con colaboradores para sintetizar una versión de la proteína FGF que está optimizada para una mayor eficacia y una entrega más fácil, dice. Dado que su grupo ha rastreado los mecanismos que funcionan en esta vía, también puede eventualmente desarrollarsemedicamentos que aumentan la producción de UCP1 al enfocarse en pasos moleculares específicos en la vía.
"A medida que la obesidad se vuelve epidémica, esperamos que nuestra investigación en grasa marrón pueda ayudar", dice Tseng. "Con un esfuerzo colectivo de muchos laboratorios de todo el mundo, nos estamos acercando a ese objetivo".
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Materiales proporcionado por Centro de diabetes Joslin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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