Encuentran una nueva ruta para regular los niveles de azúcar en sangre, independiente de la insulina

Un grupo de científicos del Instituto Salk (La Jolla, California) han descubierto una molécula producida en el tejido graso que, como la insulina, regula de forma rápida y potente la glucosa en sangre, además de desvelar su mecanismo de acción.

El aislamiento de la insulina hace 100 años abrió las puertas a la esperanza para millones de personas con diabetes. Desde entonces, la insulina que produce el páncreas se ha considerado el medio principal para tratar afecciones caracterizadas por los niveles altos de azúcar en sangre, tales como la diabetes. El nuevo hallazgo podría derivar en el desarrollo de nuevas terapias para tratar la diabetes y también sienta las bases para nuevas y prometedoras vías en la investigación del metabolismo.

El estudio, publicado en Cell Metabolism el 4 de enero de 2022, muestra que una hormona llamada FGF1 regula la glucosa en sangre al inhibir la degradación de grasas. Este es un proceso catabólico que se conoce con el nombre de lipólisis. Al igual que la insulina, la FGF1 controla la glucosa en sangre, inhibiendo la lipólisis, aunque estas dos hormonas lo hacen de formas diferentes. Precisamente la diferencia es la que podría permitir que la FGF1 se use para reducir de manera segura y exitosa la glucosa en sangre para personas que padecen resistencia a la insulina.

“Encontrar una segunda hormona que suprima la lipólisis y reduzca la glucosa es un avance científico”, dice Ronald Evans, el principal coautor del artículo y profesor titular de la Cátedra March Dimes en Biología Molecular y del Desarrollo. “Hemos identificado un nuevo jugador en la regulación de la lipólisis de grasas que nos ayudará a comprender cómo se gestionan las reservas de energía en el cuerpo”.

Cuando comemos, las grasas ricas en energía y glucosa entran en el torrente sanguíneo. El papel de la insulina es el de transportar estos nutrientes a las células de los músculos y del tejido graso, donde se usan inmediatamente o se almacenan para su uso posterior. Aquellas personas que muestran resistencia a la insulina no eliminan de forma eficiente la glucosa de la sangre, por lo que una lipólisis más marcada aumenta los niveles de ácidos grasos. Estos ácidos grasos adicionales aceleran la producción de glucosa en el hígado, lo que agrava los ya altos niveles de glucosa. Hay que añadir que los ácidos grasos se acumulan en los órganos, aumentando la resistencia a la insulina, lo cual es una característica de la diabetes y de la obesidad.

La FGC1 ya funcionaba

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En un artículo publicado en Nature en 2014 ya se había demostrado que la FGF1 tenía la capacidad de bajar la glucosa en sangre, en ratones.

El laboratorio ya había demostrado que la inyección de FGF1 reducía drásticamente la glucosa en sangre en ratones y que un tratamiento mantenido en el tiempo con FGF1 disminuía la resistencia a la insulina. Pero la forma en la que actuaba seguía siendo un misterio.

El artículo en cuestión se publicó en Nature en 2014: Endocrinization of FGF1 produces a neomorphic and potent insulin sensitizer. “FGF1 ofrece un nuevo método para controlar la glucosa de una manera poderosa e inesperada”, dijo entonces Ronadl Evans, director del laboratorio de Expresión Genética de Salk.

El estudio se realizó sobre ratones con diabetes inducida por la dieta, equivalente a diabetes de tipo 2 en los seres humanos. “Con FGF1, no hemos visto hipoglucemia u otros efectos secundarios comunes”, dijo Salk Jae Myoung Suh, miembro del laboratorio de Evans. “Puede ser que FGF1 conduce a un tipo más normal de respuesta en comparación con otros fármacos, ya que se metaboliza rápidamente en el cuerpo y se dirige a ciertos tipos de células”, añadió.

Han pasado más de siente años y el equipo sabe mucho más sobre el papel de la FGF1 en la regulación de la glucosa y la inhibición de la lipólisis.

Una nueva ruta

En el trabajo actual, el equipo investigó los mecanismos detrás de estos fenómenos y cómo estaban relacionados. En primer lugar demostraron que la FGF1 suprime la lipólisis, como hace la insulina. Luego demostraron que la FGF1 regula la producción de glucosa en el hígado, como también hace la insulina. Ambas similitudes llevaron al grupo a preguntarse si la FGF1 y la insulina llevan las mismas vías de señalización para regular la glucosa en sangre.

Se sabía que la insulina suprime la lipólisis a través de PDE3B, una enzima que inicia una vía de señalización. Por esta razón el equipo probó con una gama completa de enzimas similares, siendo la primera la PDE3B. Pero se sorprendieron al comprobar que FGF1 utiliza una vía diferene: PDE4.

“Este mecanismo es básicamente un segundo ciclo, con todas las ventajas de una vía paralela. En la resistencia a la insulina, la señalización de la insulina se ve afectada. Sin embargo, con una cascada de señalización diferente, si una no funciona, la otra sí puede hacerlo. De esta forma, aún se tiene el control de la lipólisis y la regulación de la glucosa en sangre”, dice Gencer Sancar, primer autor del estudio e investigador postdoctoral en el laboratorio Evans.

El hallazgo de la vía de la PDE4 abre grandes oportunidades para el descubrimiento de nuevos fármacos y la investigación básica centrada en la hiperglucemia y la resistencia a la insulina.

“La capacidad única de FGF1 para inducir una disminución sostenida de la glucosa en ratones diabéticos resistentes a la insulina es una ruta terapéutica prometedora para los pacientes diabéticos. Esperamos que la comprensión de esta vía conduzca a mejores tratamientos para los pacientes diabéticos”, afirma Michael Downes, otro de los co-autores del artículo y científico del laboratorio Evans. “Ahora que tenemos una nueva vía, podemos descifrar su papel en la homeostasis energética en el cuerpo y cómo manipularla”.

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De izquierda a derecha: Emma Tilley, Kyeongkyu Kim, Ruth T. Yu, Gencer Sancar, Ronald M Evans, Annette R. Atkins y Michael Downes. Créditos: Instituto Salk

La investigación ha sido financiada por los Institutos Nacionales de la Salud, la Fundación Nomis, March of Dimes, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), la Organización holandesa para la Investigación Científica, la Fundación Europea para el Estudio de la Diabetes y la Fundación Nacional para la Ciencia de Suiza.

 

Artículo original: FGF1 and insulin control lipolysis by convergent pathways.

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Soy físico de formación, aunque me interesan todas las disciplinas científicas. He escrito varios libros de divulgación científica y me encanta la Historia de la Ciencia.

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