Investigadores de UT Southwestern desarrollan nuevo modelo para la comprensión de la obesidad y diabetes

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DALLAS – 16 Enero 2003 – Mediante un estudio de almacenamiento de grasas en lombrices nemátodo, los investigadores de UT Southwestern Medical Center en Dallas han formulado un nuevo modelo para la comprensión de los mecanismos de la obesidad y diabetes en humanos.

Su trabajo aparece en la edición del 14 de enero de Developmental Cell.

“La obesidad y enfermedades asociadas se encuentran actualmente entre las condiciones médicas de mayor importancia en el mundo,” dice el Dr. Jonathan M. Graff, autor principal del estudio y profesor asociado en el Centro para la Biología del Desarrollo.

 
Dr. Jonathan M. Graff

Agregó, “Mil millones de personas en el mundo padecen de sobrepeso, y durante las próximas décadas será uno de los principales problemas de salud que enfrente la humanidad. El alarmante incremento de la obesidad hace ver la necesidad crítica de identificar los genes que están involucrados en la regulación del desarrollo y función de las células de grasa.”

De acuerdo con el Instituto Nacional de la Diabetes y Enfermedades Digestivas y de los Riñones, aproximadamente 58 millones de americanos tienen sobrepeso, y alrededor de 300,000 muertes anuales son atribuidas a dietas pobres e inactividad. Cerca del 70 por ciento de los casos de enfermedades cardiovasculares se relacionan con la obesidad.

La Asociación Americana de Diabetes informa que alrededor de 17 millones de personas padecen de diabetes, una enfermedad en la que el cuerpo no produce o utiliza inadecuadamente la insulina. De hecho, fue la sexta causa de muerte enumerada en los certificados de defunción de los E.U. en 1999.

Para comprender los procesos genéticos que regulan la biología de la grasa, los investigadores de UT Southwestern generaron lombrices nemátodo (Caenorhabditis elegans) que carecían de dos genes cruciales para la grasa en los mamíferos. Las lombrices carecientes de cualquiera de estos genes mostraron un fenotipo reducido en lípidos – pálidas, delgadas, detención larval y sin reservas de grasa, dijo Graff.

Nuestra hipótesis era que los mismos genes o genes relacionados que controlan el almacenamiento de grasa en los mamíferos controlarían el almacenamiento de grasa en las lombrices,” dijo Graff. “Tomamos un par de los genes que pensamos estaban entre los más importantes que controlan la formación de grasa en los mamíferos y eliminamos su función en las lombrices. Las lombrices no acumularon grasa de manera notable; por lo tanto, las lombrices parecen ser un buen modelo para la biología de la grasa, lo cual brinda la posibilidad de poderlas explotar para mejorar la salud humana.”

Usando este fenotipo, un examen genético luego identificó muchos genes adicionales que son necesarios para la acumulación de grasa en las lombrices, dijo Graff.

“Muchos de los genes que encontramos nunca habían sido identificados, y el 90 por ciento de los genes descubiertos están también presentes en los humanos”, dijo Graff. “Dos de ellos están relacionados con enfermedades de grasa en humanos, e hicimos pruebas en tres que son requeridos en modelos mamíferos para generar grasa. Este pequeño y antiguo organismo con muy pocas células y relativamente pocos genes parece usar muchos de los mismos genes que utilizan los humanos. Lo hemos establecido como un modelo, hemos encontrado más genes, y ahora estamos tratando de vincularlo con la biología humana.”

Dos de estos genes codifican componentes de la cadena respiratoria mitocondrial (procesos bioquímicos en la mitocondria que producen energía), y al ser inhibida químicamente la cadena en las lombrices o un modelo de célula de grasa mamífero, la acumulación de grasa fue marcadamente reducida. Las mutaciones en la cadena respiratoria mitocondrial ya han sido vinculadas con anormalidades en la acumulación de grasa en humanos, incluyendo la lipodistrofia (un desorden metabólico que causa cambios en la grasa corporal).

Otra proteína que identificó el equipo se encuentra presente en la grasa humana y es requerida para el almacenamiento de grasas en los mamíferos.

Mediante este estudio de lombrices, los científicos ahora cuentan con información crucial para el desarrollo de terapéutica para la lipodistrofia y otros desórdenes, incluyendo la obesidad y diabetes.

“Debido a la expansión de la obesidad y diabetes, se ha realizado una enorme cantidad de trabajo dirigido a encontrar los genes involucrados, pero los investigadores no han explotado realmente el poder de la genética,” dijo Graff. “Así es que la identificación de un apropiado sistema genético invertebrado modelo podría acelerar el descubrimiento de nuevos genes importantes para la biología de la grasa. Es decir, las lombrices proveen una plataforma para identificar rápidamente proteínas claves que regulan la formación de grasa, algunas de las que podrían ser objetivos en nuevas terapias para tratar la obesidad o diabetes.”

Además, la investigación fortalece el uso de C. Elegans como una herramienta para el aprendizaje de los mecanismos que activan la biología de los tejidos de almacenamiento de grasas. Esto es importante ya que las lombrices constituyen una manera rápida y poco costosa de conducir una investigación con precisión, dijo el Dr. Leon Avery, profesor asociado de biología molecular y autor de un estudio. El tiempo de generación de C. Elegans es de cuatro días, y en una cápsula de Petri pequeña caben 100,000 lombrices.

“Por muchos años se han realizado trabajos buenos sobre el control de la acumulación de grasas en los mamíferos, pero no ha habido un buen sistema de organismo modelo,” dijo Avery. “Entonces por así decirlo, en este campo hemos estado cojeando. El trabajo sobre la acumulación de grasa en las lombrices establece a las C. Elegans como un organismo modelo en el cual puede ser estudiado este problema, y por lo tanto provee la pierna faltante.

La investigación fue respaldada por el Instituto Nacional de Salud, el Instituto de Salud Infantil y Desarrollo Humano y March of Dimes.

Otros colaboradores de UT Southwestern en el estudio Developmental Cell fueron los coautores Dr. Renée M. McKay, con especialidad de post-doctorado en investigación de biología del desarrollo y Dr. James P. McKay, con especialidad de post-doctorado en investigación de biología molecular.

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