• By Sharon Theimer

Investigadores de Mayo Clinic descubren cómo las reservas grasas del hígado proveen una fuente de energía durante el ayuno

December 22, 2016

Ilustración médica de un hígado normal y de otro grasoROCHESTER, Minnesota: En un reciente artículo de Science Advances, los investigadores de Mayo Clinic muestran cómo las células hepáticas hambrientas de los seres humanos encuentran energía. El estudio realizado en ratas y células hepáticas de humanos informa acerca de la función de una pequeña proteína regulatoria que sirve de faro para que las células puedan localizar a los lípidos y brinda nueva información para sustentar el desarrollo de terapias contra la hepatopatía grasa.

“Entre 30 y 40 por ciento de la población padece —o pronto padecerá— hepatopatía grasa, sin incluir a la hepatopatía grasa inducida por alcohol, cuya prevalencia también es elevada”, comenta el Dr. Mark McNiven (doctor en investigación), autor experto del trabajo y director del Centro para Descubrimientos Biomédicos de Mayo Clinic.

A pesar de que los mecanismos implicados en la acumulación grasa sean las dianas habituales de las investigaciones sobre la hepatopatía grasa, esclarecer el mecanismo celular para la descomposición de la grasa puede brindar información valiosa que alimente el descubrimiento de novedosos tratamientos en el futuro.

Alimentar a la célula hambrienta

En una célula bien alimentada, los depósitos grasos, llamados gotas de lípidos, constituyen la garantía nutricional. La célula los ignora porque alimentan su crecimiento y división a través de las vías normales; pero en una célula hambrienta, las vías normales se apagan y se enciende un proceso de reciclaje, conocido como autofagia. La autofagia es la manera en que las células descomponen a las macromoléculas, como la proteína y la grasa, en sus componentes a fin de usarlos en los procesos celulares.

Bajo condiciones de inanición, las vías celulares de reciclaje apuntan contra las gotas de lípidos y las rodean con unas vesículas especializadas, llamadas autofagosomas. Luego, se enlazan con otro compartimento denominado lisosoma que está lleno de enzimas ácidas. Una vez que ambas convergen, la estructura resultante se conoce como autolisosoma, dentro del cual las enzimas separan los ácidos grasos libres de la gota de grasa.

La célula hambrienta sigue al faro para encontrar la grasa  

Zhipeng Li, primer autor y estudiante de la Escuela de Posgrado en Ciencias Biomédicas de Mayo Clinic, observó que dentro de la célula hambrienta, había una proteína llamada Rab10 que se relacionaba íntimamente con muchas de las gotas de lípidos. Las proteínas Rab funcionan como interruptores: cuando se unen a una sustancia, se encienden para facilitar las interacciones celulares. En el genoma humano, existen más de 60 interruptores Rab diferentes, o pequeños reguladores GTPasa.

“Con este trabajo demostramos que cuando la Rab 10 se enciende, esta se une a la gota de lípido y hace que el autofagosoma se asiente en la superficie de la gota, reclute a otras proteínas y digiera el lípido para convertirlo en una fuente energética de ácido graso libre”, dice Li.

Imágenes microscópicas iluminadas de células hepáticas que crecen en condiciones de buena nutrición (“alimentadas”) o mala nutrición (“bajo inanición”).

Imágenes microscópicas iluminadas de células hepáticas que crecen en condiciones de buena nutrición (“alimentadas”) o mala nutrición (“bajo inanición”). Las imágenes coloreadas muestran a las estructuras especializadas para almacenar grasa, llamadas gotas de lípidos, en color rojo, y a la GTPasa reguladora de la Rab10 en color verde. Bajo condiciones de “alimentación”, la Rab 10 muestra poca relación con las gotas de grasa; en cambio, en la células ávidas de energía hay muchas gotas de grasa con Rab 10, señal para que la célula empiece a digerir su grasa a fin de producir energía. Las imágenes más ampliadas de estas estructuras (con flechas) muestran las estrechas relaciones existentes entre las gotas de grasa y la Rab 10. Con un microscopio de electrones que permite amplificar más (imágenes en blanco y negro), se puede ver a la Rab 10 como parte de la membrana autofágica. Es importante anotar que, cuando la célula está sometida a condiciones de inanición, la Rab 10 ayuda a la membrana autofágica a conectarse con las gotas de grasa y, de esa manera, permite a la célula usar la grasa almacenada dentro como una fuente de energía. Esta imagen aparece en “Un novedoso complejo Rab 10-EHBP1-EHD2 fundamental para engullir por autofagia a las gotas de lípidos”, por Li y otros, disponible bajo una licencia no comercial de Science Advances.

El Dr. McNiven explica que las células poseen sensores que detectan los niveles bajos de energía y responden ante ellos.

“La Rab10 se enciende y se acumula alrededor de la gota de lípido; luego, la célula activa sus lisosomas, los cuales apuntan contra esas gotas de lípido y las persiguen. Por lo tanto, este fue un paso importante que aportamos entre el mecanismo que se percata de la inanición y la forma como se envía esa señal al interruptor para que persiga a la gota de lípido”, acota el Dr. McNiven.

Además del Dr. McNiven y de Li, otros autores del trabajo son:

  • Ryan Schulze (doctor en investigación), Mayo Clinic
  • Shaun Weller, Mayo Clinic
  • Eugene Krueger, Mayo Clinic
  • Micah Schott (doctor en investigación), Mayo Clinic
  • Xiaodong Zhang (doctor en investigación), Mayo Clinic
  • Carol Casey, Centro Médico de la Universidad de Nebraska
  • Jun Liu (doctor en medicina e investigación), Mayo Clinic
  • Jacqueline Stöckli, Universidad de Sydney
  • David James, Universidad de Sydney

El estudio se financió gracias a los subsidios de los Institutos Nacionales de Salud al Dr. McNiven, al Centro para el Envejecimiento Robert y Arlene Kogod y al Núcleo de Morfología Óptica del Centro para Señalización Celular en Gastroenterología, perteneciente a Mayo Clinic. Los autores no tienen ningún conflicto de intereses sobre el que informar.

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