Los biólogos del MIT han descubierto un efecto inesperado de una dieta cetogénica o rica en grasas: demostraron que los altos niveles de cuerpos cetónicos, moléculas producidas por la descomposición de la grasa, ayudan al intestino a mantener una gran cantidad de células madre adultas.que son cruciales para mantener saludable el revestimiento intestinal.
Los investigadores también encontraron que las células madre intestinales producen niveles inusualmente altos de cuerpos cetónicos incluso en ausencia de una dieta alta en grasas. Estos cuerpos cetónicos activan una vía de señalización conocida llamada Notch, que previamente se ha demostrado que ayuda a regular eldiferenciación celular.
"Los cuerpos cetónicos son uno de los primeros ejemplos de cómo un metabolito instruye el destino de las células madre en el intestino", dice Omer Yilmaz, profesor asociado de biología de Eisen and Chang Career Development y miembro del Instituto Koch de Investigación Integrativa del Cáncer del MIT."Estos cuerpos cetónicos, que normalmente se cree que desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la energía durante momentos de estrés nutricional, activan la vía Notch para mejorar la función de las células madre. Los cambios en los niveles de cuerpos cetónicos en diferentes estados nutricionales o dietas permiten que las células madre se adapten adiferentes fisiologías. "
En un estudio de ratones, los investigadores encontraron que una dieta cetogénica les dio a las células madre intestinales un impulso regenerativo que las hizo más capaces de recuperarse del daño al revestimiento intestinal, en comparación con las células madre de ratones con una dieta regular.
Yilmaz es el autor principal del estudio, que aparece en la edición del 22 de agosto de celda . Chia-Wei Cheng, postdoctoral del MIT, es la autora principal del artículo.
Un papel inesperado
Las células madre adultas, que pueden diferenciarse en muchos tipos de células diferentes, se encuentran en los tejidos de todo el cuerpo. Estas células madre son particularmente importantes en el intestino porque el revestimiento intestinal se reemplaza cada pocos días. El laboratorio de Yilmaz ha demostrado anteriormente que el ayunomejora la función de las células madre en ratones ancianos y que una dieta alta en grasas puede estimular el rápido crecimiento de las poblaciones de células madre en el intestino.
En este estudio, el equipo de investigación quería estudiar el posible papel del metabolismo en la función de las células madre intestinales. Al analizar los datos de expresión génica, Cheng descubrió que varias enzimas implicadas en la producción de cuerpos cetónicos son más abundantes en las células madre intestinalesque en otros tipos de células.
Cuando se consume una dieta muy alta en grasas, las células usan estas enzimas para descomponer la grasa en cuerpos cetónicos, que el cuerpo puede usar como combustible en ausencia de carbohidratos. Sin embargo, debido a que estas enzimas son tan activas en las células madre intestinales,estas células tienen niveles inusualmente altos de cuerpos cetónicos incluso cuando se consume una dieta normal.
Para su sorpresa, los investigadores encontraron que las cetonas estimulan la vía de señalización Notch, que se sabe que es fundamental para regular las funciones de las células madre, como la regeneración del tejido dañado.
"Las células madre intestinales pueden generar cuerpos cetónicos por sí mismos y usarlos para mantener su propio tallo mediante el ajuste de una vía de desarrollo cableada que controla el linaje celular y el destino", dice Cheng.
En ratones, los investigadores demostraron que una dieta cetogénica mejoraba este efecto, y que los ratones con esa dieta eran más capaces de regenerar tejido intestinal nuevo. Cuando los investigadores alimentaron a los ratones con una dieta alta en azúcar, vieron el efecto opuesto: cetonatanto la producción como la función de las células madre disminuyeron.
función de células madre
El estudio ayuda a responder algunas preguntas planteadas por el trabajo anterior de Yilmaz que muestra que tanto las dietas en ayunas como las ricas en grasas mejoran la función de las células madre intestinales. Los nuevos hallazgos sugieren que estimular la cetogénesis a través de cualquier tipo de dieta que limite la ingesta de carbohidratos ayuda a promover las células madreproliferación.
"Los cuerpos cetónicos se vuelven altamente inducidos en el intestino durante los períodos de privación de alimentos y juegan un papel importante en el proceso de preservación y mejora de la actividad de las células madre", dice Yilmaz. "Cuando los alimentos no están fácilmente disponibles, puede ser que elEl intestino necesita preservar la función de las células madre para que cuando los nutrientes se llenen, tenga un grupo de células madre muy activas que puedan repoblar las células del intestino ".
Los hallazgos sugieren que una dieta cetogénica, que impulsaría la producción de cuerpos cetónicos en el intestino, podría ser útil para reparar el daño al revestimiento intestinal, que puede ocurrir en pacientes con cáncer que reciben tratamientos de radiación o quimioterapia, dice Yilmaz.
Los investigadores ahora planean estudiar si las células madre adultas en otros tipos de tejido usan cuerpos cetónicos para regular su función. Otra pregunta clave es si la actividad de las células madre inducida por cetonas podría estar relacionada con el desarrollo del cáncer, porque hay evidencia de que algunos tumoresen los intestinos y otros tejidos surgen de las células madre.
"Si una intervención impulsa la proliferación de células madre, una población de células que sirven como el origen de algunos tumores, ¿podría tal intervención elevar el riesgo de cáncer? Eso es algo que queremos entender", dice Yilmaz. "¿Qué papel tienen estas cetonas?los cuerpos juegan en los primeros pasos de la formación de tumores, y ¿conducir demasiado esta vía, ya sea a través de la dieta o de miméticos de moléculas pequeñas, puede afectar la formación del cáncer? Simplemente no sabemos la respuesta a esas preguntas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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