El interruptor molecular regula la combustión de manteca en ratones

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Vinculada a problemas de salud graves como el cáncer, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares, la obesidad afecta a más de un tercio de los adultos en los Estados Unidos. Actualmente, existen pocas intervenciones terapéuticas no quirúrgicas seguras y efectivas disponibles para pacientes con obesidad.

Ahora, un equipo multidisciplinario de investigadores ha demostrado que una molécula reguladora metabólica llamada Them1 previene la quema de grasa en las células al bloquear el acceso a su fuente de combustible. Dirigido por expertos en microscopía del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) y expertos en metabolismo de Weill Cornell Medicine y NewYork-Presbyterian, el estudio podría ayudar a desarrollar un nuevo tipo de tratamiento para la obesidad. Los hallazgos del equipo fueron publicados el 9 de junio en Comunicaciones de la naturaleza.

Para ayudar a explicar cómo la proteína Them1 desactiva la producción de calor, la experta en microscopía y biología celular de BIDMC Susan Hagen, PhD, vicepresidenta asociada de investigación en el Departamento de Cirugía de BIDMC, y Yue Li, PhD, post-investigador. – PhD en su laboratorio, utilizó microscopía de luz y electrónica para observar Them1 en acción en células de grasa marrón de ratón cultivadas en laboratorio.

«Them1 es una molécula interesante», dijo Hagen. «Si inhibes o bloqueas su expresión, tu metabolismo aumenta y esto reduce tu peso corporal».

Los experimentos han demostrado que cuando las células son estimuladas para quemar grasa, una modificación química hace que las moléculas Them1 se propaguen o se extiendan por toda la célula. Esto libera centrales eléctricas celulares llamadas mitocondrias para convertir de manera eficiente las reservas de grasa de la célula en energía. Pero cuando la estimulación se detiene, las moléculas de Them1 se reorganizan rápidamente en una estructura llamada condensado biomolecular. Ubicadas entre las mitocondrias y las grasas que utilizan como combustible, las moléculas Them1 condensadas limitan la producción de energía.

«Resultó ser increíblemente interesante», dijo Hagen, quien también es director de instalaciones de microscopía e histología en BIDMC y profesor asociado de cirugía en la Escuela de Medicina de Harvard. «Preguntamos a otros expertos en microscopía si alguna vez habían visto algo parecido a las imágenes inusuales que encontramos en las células en reposo. Utilizando técnicas de microscopía electrónica muy sofisticadas, pudimos mostrar, por primera vez, hasta donde sabemos, qué es el condensado bimolecular parece en microscopía electrónica «.

«El estudio explica un nuevo mecanismo que regula el metabolismo», dijo David Cohen, jefe de la División de Gastroenterología y Hepatología de Weill Cornell Medicine y NewYork-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center y Vincent Astor Distinguished Professor of Medicine en Weill. Cornell Medicine. «Them1 piratea la tubería de energía y corta el suministro de combustible a las mitocondrias que queman energía. Los seres humanos también tienen grasa parda y producen más Them1 en condiciones de frío, por lo que los hallazgos podrían tener implicaciones interesantes para el tratamiento de la obesidad».

Cohen y Hagen, ambos miembros del Centro de Enfermedades Digestivas de Harvard, han sido colaboradores desde 1983. El estudio actual, apoyado en parte por una subvención multi-PI de cinco años de los Institutos Nacionales de Salud, también incluyó colaboradores con experiencia en biología estructural. en la Universidad de Emory.

«Esto fue lo más divertido que he tenido en la ciencia en mi vida», agregó Hagen. «Incluir varios investigadores principales con diferentes habilidades le da el poder de hacer cosas que nunca podría hacer por su cuenta».

Los coautores incluyeron a Yue Li, Samaksh Goyal, Lay-Hong Ang y Mahnoor Baqai de BIDMC; Norihiro Imai, Hayley T. Nichols, Tibor I. Krisko de Weill Cornell; Blaine R. Roberts, Matthew C. Tillman, Anne M. Roberts y Eric A. Ortlund de la Universidad de Emory.

Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (R01 DK 103046, R01 DK0488730 y NIHT32DK007533), el Centro de Enfermedades Digestivas de Harvard (P30 DK034854) y el Programa de Subvenciones de Instrumentación Compartida de los Institutos Nacionales de Salud para la presión alta del congelador (S10 OD019988-01), el Premio Pinnacle Research de la Fundación AAASLD, el Premio Preprofesional del Departamento de Medicina Weill Cornell, una beca postdoctoral de la American Heart Association y una Beca de Verano del Instituto / Centro de Investigación Científica para la Excelencia en Educación.

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