En un descubrimiento que puede mejorar la comprensión de la diabetes y la longevidad humana, los científicos de Scripps Research han encontrado un nuevo mecanismo biológico de señalización de insulina. Su estudio, que involucra al gusano redondo C. elegans, revela que un receptor "señuelo" está funcionandoen unirse a las moléculas de insulina y evitar que envíen señales para aumentar la producción de insulina.
El estudio aparece en la revista eLife . Describe un nuevo jugador en el sistema de señalización de insulina, uno que puede ofrecer información sobre la resistencia a la insulina, una característica de la diabetes tipo 2. Los científicos ahora están evaluando si existe un señuelo similar en humanos. Si es así, podría presentar unnuevo objetivo para el tratamiento de la diabetes y la investigación de prevención.
"Este receptor 'señuelo' truncado que hemos encontrado agrega otra capa de complejidad a nuestra comprensión de la señalización de la insulina", dice el autor principal Matthew Gill, PhD, profesor asociado en el Departamento de Medicina Molecular de Scripps Research en Florida.
En un comentario asociado, el genetista de la Universidad de Princeton, Coleen Murphy, PhD, escribe que el descubrimiento impacta, dado lo bien estudiado que está la señalización de insulina.
"Sería difícil exagerar la importancia de un receptor llamado DAF-2 para nuestra comprensión del envejecimiento y la longevidad", escribe Murphy. "El descubrimiento ... plantea nuevas preguntas y cambiará la forma en que pensamos sobre el papel de DAF-2en la regulación de la señalización de insulina del envejecimiento y la longevidad "
La insulina es una hormona de importancia primordial y fundamental para los animales, y las proteínas similares a la insulina se encuentran incluso en organismos más simples como bacterias, hongos y gusanos. En los humanos, actúa como una señal para los tipos de células clave, lo que les dirige a extraeren glucosa de la sangre. Esto ayuda a mantener las reservas de energía celular y mantiene el azúcar en la sangre dentro de un rango seguro. La diabetes tipo 2, que se estima que afecta a más de 30 millones de personas en los Estados Unidos, presenta una falla en la señalización de insulina para reducir la glucosa en sangreniveles
Desde la década de 1990, los investigadores han reconocido que la señalización de la insulina también es un importante regulador de la longevidad. Por ejemplo, las mutaciones en el gen que codifica el receptor de insulina C. elegans DAF-2 pueden duplicar la vida útil del gusano.
Gill y sus colegas se centraron en una forma variante del receptor C. elegans conocido como DAF-2B. Es una versión truncada que contiene el sitio de unión habitual para la insulina, pero no responde como lo haría la versión normal enviando un celularseñal para iniciar la producción de insulina.
El equipo confirmó que el gen para DAF-2B está activo durante toda la vida útil del gusano, y utilizaron la tecnología de edición de genes CRISPR para etiquetar el receptor con una molécula fluorescente y así rastrear su ubicación en el cuerpo del gusano. De estos experimentos se convirtió enEs evidente que el DAF-2B es secretado por las células que lo producen en el espacio que rodea los tejidos del gusano, actuando como un señuelo para capturar las moléculas de insulina y, por lo tanto, reducir la señalización de la insulina.
"Normalmente, las moléculas de insulina flotan e interactúan con los receptores de insulina para crear señales de insulina, pero cuando se unen a estos receptores señuelo, no generan señal, por lo que producir estos señuelos parece ser una forma de modular la señalización de insulina", dice Gill.
Los científicos descubrieron que la producción excesiva de DAF-2B podría llevar a los gusanos a un estado semi-latente que normalmente ocurre cuando la comida es escasa y la señalización de insulina es baja. La sobreproducción de DAF-2B también aumenta la vida útil de los gusanos.
Aunque el descubrimiento de este mecanismo para regular la señalización de la insulina es un avance significativo de la ciencia básica, también sugiere una nueva forma de pensar acerca de la diabetes e incluso el envejecimiento. Las causas precisas de la resistencia a la insulina que subyace a la diabetes y que algunos también venhasta cierto punto con el envejecimiento normal nunca se ha iluminado por completo.
"Una posibilidad es que la resistencia a la insulina sea causada por la sobreproducción anormal de un receptor de insulina 'señuelo' truncado como el que hemos encontrado", dice Gill.
DAF-2B se produce a partir del mismo gen que el receptor DAF-2, y se produce cuando la transcripción de ARN que se copia del gen se corta y vuelve a empalmar en una forma alternativa. Se sabe que este proceso de empalme alternativo ocurrepara muchos genes, pero Gill señala que a menudo está desregulado con el envejecimiento o ciertos tipos de enfermedades.
"Se puede imaginar que en el mejor momento de la vida, el empalme y la expresión de esta isoforma truncada, DAF-2B, está estrictamente regulado, pero luego, con un cambio más amplio en el sistema de empalme debido a una enfermedad o envejecimiento, se desregula y conduce aresistencia a la insulina ", dice Gill.
Si es así, y si los humanos también tienen un receptor de insulina señuelo como DAF-2B, revertir su desregulación en personas con resistencia a la insulina podría ser una nueva estrategia para una mejor salud metabólica.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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