El descubrimiento de nuevas versiones de PGC-1⍺ abre nuevas vías para tratar la obesidad
Un equipo de investigación de la Universidad de Kobe ha descubierto una razón por la que algunas personas pierden peso más lentamente que otras después de hacer ejercicio. En un estudio con ratones, encontraron que aquellos que no podían producir moléculas señalizadoras que respondían específicamente al ejercicio a corto plazo y regulaban el metabolismo energético del cuerpo, consumían menos oxígeno durante los entrenamientos, quemaban menos grasa y, en consecuencia, eran más propensos a aumentar de peso. Como este mismo vínculo se encontró en humanos, el nuevo conocimiento de este mecanismo podría ofrecer una vía para tratar la obesidad.
Es bien sabido que el ejercicio conduce a la quema de grasa. Sin embargo, para algunas personas esto es mucho más difícil que para otras, lo que genera dudas sobre si el mecanismo detrás de la pérdida o ganancia de peso es tan simple como "las calorías que entran menos las calorías que salen". Los investigadores habían identificado previamente una molécula de señalización, una proteína llamada "PGC-1⍺", que parece vincular el ejercicio con sus efectos. Sin embargo, si una mayor cantidad de esta proteína realmente conduce a estos efectos o no, ha sido inconcluso, ya que algunos experimentos lo sugirieron mientras que otros no. Más recientemente, el endocrinólogo de la Universidad de Kobe OGAWA Wataru, junto con otros investigadores, descubrió que existen diferentes versiones de esta proteína. Ogawa explica: "Estas nuevas versiones de PGC-1α, llamadas "b" y "c", tienen casi la misma función que la versión convencional "a", pero se producen en los músculos más de diez veces más durante el ejercicio, mientras que la versión "a" no muestra tal aumento". Por lo tanto, su equipo se propuso demostrar la idea de que son las versiones recientemente descubiertas, y no la previamente conocida, las que regulan el metabolismo energético durante los entrenamientos.
Para ello, los investigadores crearon ratones que carecían de las versiones b y c de la molécula señalizadora PGC-1⍺ mientras que aún tenían la versión estándar "a", y midieron el crecimiento muscular, la quema de grasa y el consumo de oxígeno de los ratones durante el reposo, así como durante entrenamientos a corto y largo plazo. También reclutaron sujetos de prueba humanos con y sin diabetes tipo 2 y los sometieron a pruebas similares a las de los ratones, ya que se sabe que las personas con intolerancia a la insulina y obesidad tienen niveles reducidos de la molécula señalizadora.
Ogawa y su equipo publicaron sus resultados en la revista Molecular Metabolism. Encontraron que, aunque todas las versiones de la molécula señalizadora causan reacciones biológicas similares, sus diferentes niveles de producción tienen consecuencias de gran alcance para la salud del organismo. La falta de las versiones alternativas b y c de PGC-1⍺ significa que el organismo es esencialmente ciego a la actividad a corto plazo y no se adapta a estos estímulos, con el efecto de que tales individuos consumen menos oxígeno y queman menos grasa durante y después de los entrenamientos. En humanos, el equipo de investigación encontró que cuanto más producían los sujetos de prueba las versiones b y c de la molécula señalizadora, más oxígeno consumían y menor porcentaje de grasa corporal tenían, tanto en individuos sanos como en aquellos con diabetes tipo 2. "Por lo tanto, la hipótesis de que los genes en el músculo esquelético determinan la susceptibilidad a la obesidad era correcta", resume Ogawa estos hallazgos. Sin embargo, también encontraron que el ejercicio a largo plazo estimula la producción de la versión estándar "a" de PGC-1⍺, y los ratones que hicieron ejercicio regularmente durante seis semanas mostraron un aumento en la masa muscular independientemente de si podían producir las versiones alternativas de la molécula señalizadora o no.
Además de la producción en los músculos, el equipo de la Universidad de Kobe analizó cómo cambia la producción de las diferentes versiones de PGC-1⍺ en los tejidos grasos, y no encontró ningún efecto relevante en respuesta al ejercicio. Sin embargo, dado que los animales también queman grasa para mantener la temperatura corporal, los investigadores también investigaron la capacidad de los ratones para tolerar el frío. Y de hecho, encontraron que la producción de las versiones b y c de la molécula señalizadora en el tejido adiposo marrón aumenta cuando los animales están expuestos al frío, y que la temperatura corporal de los individuos que no pueden producir estas versiones disminuyó significativamente en estas condiciones. Por un lado, esto puede contribuir a que estos individuos tengan más grasa corporal, pero por otro, parece implicar que las versiones b y c de la molécula señalizadora podrían ser responsables de las adaptaciones metabólicas a los estímulos a corto plazo en general.
Ogawa y su equipo señalan que comprender la actividad fisiológica de las diferentes versiones de PGC-1⍺ podría permitir el diseño de enfoques de tratamiento para la obesidad: "Recientemente, se han desarrollado fármacos antiobesidad que suprimen el apetito y se prescriben cada vez más en muchos países del mundo. Sin embargo, no existen fármacos que traten la obesidad aumentando el gasto energético. Si se pudiera encontrar una sustancia que aumentara las versiones b y c, esto podría conducir al desarrollo de fármacos que aumenten el gasto energético durante el ejercicio o incluso sin él. Estos fármacos podrían potencialmente tratar la obesidad independientemente de las restricciones dietéticas”. Actualmente, el equipo está llevando a cabo investigaciones para descubrir más sobre los mecanismos que conducen a la producción incrementada de las versiones b y c de la molécula señalizadora durante el ejercicio.
Esta investigación fue financiada por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (becas 26461337, 16H01391 y 15H04848). Se llevó a cabo en colaboración con investigadores de la Universidad de Tokushima, el Instituto Karolinska, la Universidad de Kyoto, la Universidad de Gunma, la Academia de Defensa Nacional, la Escuela de Medicina Nippon, el Centro de Investigación de Dinámica de Biosistemas de RIKEN y la Fundación Asahi Life.
La Universidad de Kobe es una universidad nacional con raíces que se remontan a la Escuela Comercial de Kobe, fundada en 1902. En la actualidad, es una de las principales universidades de investigación integral de Japón, con casi 16.000 estudiantes y casi 1.700 profesores en 10 facultades y escuelas y 15 escuelas de posgrado. Combinando las ciencias sociales y naturales para cultivar líderes con una perspectiva interdisciplinaria, la Universidad de Kobe crea conocimiento y fomenta la innovación para abordar los desafíos de la sociedad.
Revista Molecular Metabolism DOI 10.1016/j.molmet.2024.101968 Método de Investigación Estudio experimental Sujeto de Investigación Personas Título del Artículo La expresión génica adaptativa de las variantes de corte alternativo de PGC-1⍺ regula el metabolismo energético de todo el cuerpo Fecha de publicación del artículo 15-jun-2024
