Los investigadores regulan los niveles de azúcar en sangre independientemente de la insulina
enero 5, 2022El descubrimiento de la insulina hace 100 años abrió una puerta que daría vida y esperanza a millones de personas con diabetes. Desde entonces, la insulina, producida en el páncreas, se ha considerado el medio principal para tratar afecciones caracterizadas por niveles altos de azúcar (glucosa) en sangre, como la diabetes. Ahora, los científicos de Salk han descubierto una segunda molécula, producida en el tejido graso, que, como la insulina, también regula de forma rápida y poderosa el azúcar en sangre. Su descubrimiento podría conducir al desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento de la diabetes y también prepara el escenario para nuevas vías prometedoras en la investigación del metabolismo.
El estudio, publicado en Cell Metabolism el 4 de enero de 2022, muestra que una hormona llamada FGF1 regula el azúcar en sangre al inhibir la descomposición de la grasa (lipólisis). Al igual que la insulina, FGF1 controla el azúcar en sangre inhibiendo la lipólisis, pero las dos hormonas lo hacen de diferentes formas. Es importante destacar que esta diferencia podría permitir que FGF1 se use para reducir de manera segura y exitosa el azúcar en sangre en personas que padecen resistencia a la insulina.
«Encontrar una segunda hormona que suprima la lipólisis y reduzca la glucosa es un avance científico», dice el coautor principal y profesor Ronald Evans, titular de la Cátedra March of Dimes en Biología Molecular y del Desarrollo. «Hemos identificado un nuevo actor en la regulación de la lipólisis de grasas que nos ayudará a comprender cómo se gestionan las reservas de energía en el cuerpo».
Cuando comemos, las grasas ricas en energía y la glucosa ingresan al torrente sanguíneo. La insulina normalmente transporta estos nutrientes a las células del tejido graso y muscular, donde se utilizan inmediatamente o se almacenan para su uso posterior. En las personas con resistencia a la insulina, la glucosa no se elimina de manera eficiente de la sangre y una lipólisis más alta aumenta los niveles de ácidos grasos. Estos ácidos grasos adicionales aceleran la producción de glucosa por parte del hígado, agravando los ya altos niveles de glucosa. Además, los ácidos grasos se acumulan en los órganos, lo que agrava la resistencia a la insulina, características de la diabetes y la obesidad.
Anteriormente, el laboratorio demostró que la inyección de FGF1 reducía drásticamente el azúcar en sangre en ratones y que el tratamiento crónico con FGF1 aliviaba la resistencia a la insulina. Pero cómo funcionaba seguía siendo un misterio.
En el trabajo actual, el equipo estudió los mecanismos detrás de estos fenómenos y cómo se han relacionado. Primero, demostraron que FGF1 suprime la lipólisis, al igual que la insulina. Entonces demostraron que FGF1 regula la producción de glucosa en el hígado, al igual que la insulina. Estas similitudes llevaron al grupo a cuestionar si el FGF1 y la insulina usan las mismas vías de señalización (comunicación) para regular el azúcar en sangre.
Ya se sabía que la insulina suprime la lipólisis a través de PDE3B, una enzima que inicia una vía de señalización, por lo que el equipo probó una gama completa de enzimas similares, con PDE3B en la parte superior de la lista. Se sorprendieron al descubrir que FGF1 usa una ruta diferente: PDE4.
“Este mecanismo es básicamente un segundo ciclo, con todas las ventajas de un camino paralelo. En la resistencia a la insulina, la señalización de la insulina se ve afectada. Sin embargo, con una cascada diferente de alertas, si una no funciona, la otra puede hacerlo. De esa manera, todavía tienes el control de la lipólisis y la regulación del azúcar en sangre ”, dice el primer autor Gencer Sancar, investigador postdoctoral en el laboratorio de Evans.
La identificación de la vía de la PDE4 abre nuevas oportunidades para el descubrimiento de fármacos y la investigación básica centrada en la glucemia alta (hiperglucemia) y la resistencia a la insulina. Los científicos están ansiosos por investigar la posibilidad de modificar FGF1 para mejorar la actividad de PDE4. Otra vía apunta a más puntos en la vía de señalización antes de que se active la PDE4.
“La capacidad única de FGF1 para inducir una disminución sostenida de la glucosa en ratones diabéticos resistentes a la insulina es una ruta terapéutica prometedora para los pacientes diabéticos. Esperamos que comprender esta vía conduzca a mejores tratamientos para los pacientes diabéticos «, dice el coautor principal Michael Downes, científico principal del personal del laboratorio de Evans.» Ahora que tenemos una nueva vía, podemos comprender su papel en la ‘homeostasis energética en el cuerpo y cómo manipularlo «.
Otros autores fueron Sihao Liu, Emanuel Gasser, Jacqueline G. Alvarez, Christopher Moutos, Kyeongkyu Kim, Yuhao Wang, Timothy F. Huddy, Brittany Ross, Yang Dai, David Zepeda, Brett Collins, Emma Tilley, Matthew J. Kolar, Ruth T Yu, Annette R. Atkins y Alan Saghatelian de Salk; Tim van Zutphen, Theo H. van Dijk y Johan W. Jonker de la Universidad de Groningen, Países Bajos.
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nomis, March of Dimes, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), la Organización Holandesa para la Investigación Científica, la Fundación Europea para el Estudio de la Diabetes y la Fundación Nacional Suiza para la ciencia.
AUTORES
Gencer Sancar, Sihao Liu, Emanuel Gasser, Jacqueline G. Alvarez, Christopher Moutos, Kyeongkyu Kim, Tim van Zutphen, Yuhao Wang, Timothy F. Huddy, Brittany Ross, Yang Dai, David Zepeda, Brett Collins, Emma Tilley, Matthew J. Kolar, Ruth T. Yu, Annette R. Atkins, Theo H. van Dijk, Alan Saghatelian, Johan W. Jonker, Michael Downes y Ronald M. Evans
