Investigadores de UC San Francisco que estudian la grasa beige, un tejido que quema calorías que puede ayudar a prevenir la obesidad y la diabetes, han descubierto una nueva estrategia para cultivar esta grasa beneficiosa.
Las células de grasa beige tienen la capacidad de alternar entre un estado "blanco" de acumulación de energía y un estado "marrón" de quema de energía, encontró la nueva investigación, basada en cómo manejan las plantas de energía celular conocidas como mitocondrias:Evitar que las células de grasa beige digieran sus propias mitocondrias las atrapa en el estado de quema de energía. En ratones, esta intervención protegió con éxito contra la obesidad y los síntomas prediabéticos, lo que genera esperanzas de futuras aplicaciones en pacientes humanos.
Los resultados, que aparecen el 25 de agosto de 2016 en la revista metabolismo celular - representan un nuevo avance clave en los esfuerzos para utilizar la grasa beige para combatir las crecientes epidemias mundiales de obesidad y diabetes tipo 2, según el investigador principal Shingo Kajimura, PhD, profesor asociado de biología celular y tisular en la Facultad de Odontología de la UCSF.
La investigación puede ayudar en los esfuerzos para mejorar y mantener la grasa que quema energía en los seres humanos
Todos los mamíferos, incluidos los humanos, tienen dos tipos de grasa con funciones completamente opuestas: la blanca, que almacena energía y está relacionada con la diabetes y la obesidad; y la marrón, que produce calor al quemar energía y está asociada con la delgadez.
Los bebés humanos nacen con grasa marrón como defensa natural contra el resfriado, pero no fue hasta 2009 que los investigadores descubrieron por primera vez que los humanos adultos también tienen grasa que quema energía. En 2015, el grupo de Kajimura demostró que la mayor parte de esta grasa saludableen los seres humanos no es la llamada grasa marrón clásica del tipo con el que nacen los bebés, sino un tipo de célula completamente diferente, que los investigadores denominaron "grasa beige". La grasa beige se encuentra dentro de la grasa blanca y tiene la capacidad de convertirse rápidamentede un estado de almacenamiento de energía a un estado de quema de energía en respuesta a cambios ambientales, como el frío u otros factores estresantes.
Muchos investigadores de la obesidad esperan aprovechar la capacidad de quemar energía de la grasa beige y marrón para ayudar a los pacientes a perder peso: solo dos onzas de la sustancia pueden quemar hasta 200 calorías al día cuando la temperatura baja. Pero simplemente exponer a los pacientes a temperaturas frías- o darles medicamentos que engañen al cuerpo para que piense que hace frío - han demostrado ser ineficaces en los primeros ensayos porque la mayoría de las personas obesas carecen de una cantidad significativa de grasa marrón activa. Estos enfoques también tienen efectos secundarios cardiovasculares peligrosos, que son especialmente importantespreocupación en pacientes obesos.
El grupo de Kajimura identificó recientemente nuevas estrategias farmacológicas para transformar la grasa blanca en grasa beige en ratones, que mostraron beneficios significativos para la salud sin efectos secundarios cardiovasculares. Sin embargo, los investigadores pronto se dieron cuenta de que cuando se detienen estos tratamientos farmacológicos, la nueva grasa beige simplemente vuelve a convertirse engrasa blanca de nuevo en unas semanas.
"Durante muchos años, nuestro enfoque ha sido aprender a convertir la grasa blanca en grasa beige", dijo Kajimura, quien tiene citas conjuntas en el Centro de Diabetes de UCSF y en el Centro Eli y Edythe Broad de Medicina de Regeneración e Investigación de Células Madre. "Ahoranos estamos dando cuenta de que también tenemos que pensar en cómo mantenerlo allí durante más tiempo ".
Las mitocondrias juegan un papel clave en el establecimiento de la función de las células grasas
En su nuevo artículo, un equipo dirigido por la estudiante graduada de Kajimura, Svetlana Altshuler-Keylin, demostró que cuando vuelven a la grasa blanca, las células de grasa beige digieren sus mitocondrias, una estructura que se encuentra dentro de las células que quema la glucosa y la convierte en energía.el equipo de investigación eliminó genes clave para evitar que las células de grasa beige se comieran sus propias mitocondrias en ratones, lograron preservar la grasa beige y sus beneficios para la salud.
Primero, el equipo necesitaba demostrar que las células de grasa beige individuales se convierten directamente de nuevo en grasa blanca, que no estaban muriendo y siendo reemplazadas por nuevas células de grasa blanca, por ejemplo. Para demostrar esto, Altshuler-Keylin incluyó células enun gel y usó un microscopio para rastrear su transformación durante 10 días. Vio que las células de grasa beige perdían rápidamente su aspecto veteado característico, desarrollando la única gota grande de lípido aceitoso típico de las células de grasa blancas.
"Sabíamos que la grasa beige tiende a desaparecer, pero queríamos saber por qué", dijo Altshuler-Keylin. "Sabíamos que el color de la grasa marrón y beige proviene de la cantidad de mitocondrias pigmentadas que contienen, así que nos preguntamos sialgo estaba pasando con las mitocondrias cuando la grasa beige se vuelve blanca ".
Los investigadores analizaron los cambios en la expresión génica durante la transición de beige a blanco. Encontraron que, de hecho, un grupo de genes relacionados con las mitocondrias era muy activo en la grasa beige, pero disminuyó drásticamente cuando la grasa beige se volvió blanca. Uso de proteínas fluorescentesPara visualizar las mitocondrias, los investigadores confirmaron que estas plantas de energía celular aumentan en número durante el "inicio", pero disminuyen durante el "blanqueamiento".
Un análisis adicional de la expresión génica sugirió que la autofagia, un proceso común en el que las células digieren sus propios componentes internos cuando son defectuosos o innecesarios, elimina activamente las mitocondrias durante la transición de beige a blanco. Altshuler-Keylin sospechaba que controlar la autofagia podríaser la clave para mantener las células beige quemando energía. Obtuvo algunos ratones con genes clave de autofagia eliminados en las células grasas beige, aumentó los niveles de grasa beige en estos ratones con resfriado o drogas y luego retiró estos factores estimulantes. Descubrió que los ratones con autofagialos genes eliminados retuvieron mucha más grasa beige, presumiblemente porque no pudieron revertirla a grasa blanca.
"Esa fue la primera vez en mi carrera que vi un resultado tan sorprendente", dijo Altshuler-Keylin, "tuve que correr por el laboratorio y mostrárselo a todos".
Otras pruebas demostraron que los ratones con autofagia bloqueada en sus células grasas no solo retuvieron la grasa beige por más tiempo que los ratones normales, sino que también quemaron energía más rápidamente, sin diferencias obvias en los niveles de actividad o apetito.8 semanas, estos ratones también ganaron considerablemente menos peso y conservaron un metabolismo de la glucosa más saludable y la sensibilidad a la insulina, que son signos de protección contra la diabetes tipo 2.
Kajimura espera que el nuevo hallazgo contribuya a los esfuerzos para aumentar la grasa beige en personas con obesidad, especialmente en los adultos mayores. "Con la edad, tiende a perder naturalmente la grasa beige, que creemos que es uno de los principales impulsores de la obesidad relacionada con la edad.. Tu ingesta de calorías permanece igual, pero no estás quemando tanto ", dijo." Quizás al comprender este proceso podamos ayudar a las personas a conservar más grasa beige y, por lo tanto, a mantenerse más saludables ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Francisco . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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