La grasa marrón puede quemar energía de una forma inesperada

Cuando nos exponemos a suficiente frío o ejercicio, pequeños grupos de células de grasa marrón o parda en nuestro cuerpo comienzan a quemar energía. Desde 2009, cuando los investigadores del Centro de Diabetes Joslin y otras instituciones descubrieron que esta útil forma de grasa puede estar activa en adultos, los científicos han tratado de aumentar el calor de estas células para tratar la obesidad, la diabetes y otros trastornos metabólicos.

Los investigadores del laboratorio del doctor Yu-Hua Tseng de Joslin, investigadora principal de la Sección de Fisiología y Metabolismo Integrativo, han descubierto ahora una vía biológica inesperada por la cual las células de grasa marrón pueden transformar energía en calor.

Los estudios en ratones mostraron que la activación de esta vía en los precursores de las células de grasa marrones o blancas aumenta la capacidad de generación de calor de estas células sin empujarlas a acumular grasa, dice Farnaz Shamsi, un asociado postdoctoral en el laboratorio de Tseng y autor principal de un artículo que describe los hallazgos en la revista Nature Communications.

Anteriormente, los investigadores han descubierto que ciertas señales biológicas que potencian la producción de células de grasa marrón también es probable que creen células de grasa blanca inútiles, lo que plantea uno de los retos de la investigación para mejorar la actividad de la grasa marrón. El hallazgo, sin embargo, sugiere que el camino que el equipo de Joslin descubrió podría ofrecer una solución a ese desafío.

La investigación comenzó con una proteína llamada UCP1 que se encuentra en las mitocondrias, las fuentes de energía de la célula. Se sabe que la UCP1 es un componente crucial en la activación de las células de grasa marrón, explica Tseng, quien también es Profesor Asociado de Medicina en la Escuela de Medicina de Harvard.

Obesidad. (Foto: Pixabay)

Su equipo examinó más de 5.000 proteínas de mamíferos para identificar los factores que aumentaron la producción de UCP1 en las células precursoras de la grasa marrón. El análisis identificó dos proteínas llamadas FGF6 y FGF9, miembros de la familia de proteínas "factor de crecimiento de los fibroblastos" que pueden ayudar a regular diversos procesos biológicos, incluyendo el desarrollo y el crecimiento de las células.

A continuación, los investigadores trataron de aumentar los niveles de las dos proteínas, y así aumentar la producción de UCP1, en células inmaduras de grasa marrón de ratones. Los científicos esperaban que estas células comenzaran a acumular grasas y otros lípidos, y que se convirtieran en células maduras de grasa marrón, pero sorprendentemente, eso no sucedió.

Al poner minuciosamente de manifiesto las razones de este resultado inesperado, "encontramos paso a paso los eventos moleculares que ocurrieron en la fase posterior y que al final llevaron a la producción de UCP1 en las células de grasa", dice Shamsi. "Esta novedosa vía descendente fue completamente diferente de lo que los investigadores de nuestro campo han entendido como el mecanismo para inducir UCP1 en estas células".

Shamsi, Tseng y sus colegas vieron que las dos proteínas FGF proporcionan efectos similares en la producción de UCP1 pero son impulsadas por diferentes exposiciones en los ratones. El FGF9 es estimulado por el frío, mientras que el FGF6 es estimulado por el ejercicio.

Cuando los científicos de Joslin analizaron muestras de tejidos de grasa humana, también reconocieron este camino en el trabajo. Entre sus resultados, los niveles de FGF9 y FGFR3 (la proteína receptora que activan el FGF9 y el FGF6) se asociaron con mayores niveles de UCP1 en la grasa marrón y blanca humana. Lo más sorprendente es que la expresión de FGFR3 en la grasa blanca humana se correlacionó negativamente con el índice de masa corporal de la persona (una medida de la obesidad) y la resistencia a la insulina (un trastorno que puede provocar diabetes de tipo 2).

"Esto sugiere que si podemos activar esta vía, potencialmente podemos beneficiar a las personas con obesidad, diabetes y enfermedades metabólicas relacionadas", dice Tseng.

Su equipo está trabajando con colaboradores para sintetizar una versión de la proteína FGF que esté optimizada para una mayor eficacia y un suministro más fácil, dice. Dado que su grupo ha rastreado los mecanismos que funcionan en esta vía, también podría ser posible que se lleguen a desarrollar medicamentos que aumenten la producción de UCP1 apuntando a pasos moleculares específicos en la vía.

"A medida que la obesidad se vuelve epidémica, esperamos que nuestra investigación sobre la grasa marrón pueda ayudar", dice Tseng. "Con un esfuerzo colectivo de muchos laboratorios alrededor del mundo, nos estamos acercando a esa meta".

Entre los colaboradores de Joslin se encontraban C. Ronald Kahn, Laurie Goodyear, Ruidan Xue, Tian Lian Huang, Morten Lundh, Luiz Leiria, Matthew Lynes, Elena Kempf, Chih-Hao Wang, Satoru Sugimoto, Pasquale Nigro y Tim Schulz. Yang Liu y Moosa Mohammadi de la Universidad de Nueva York; Kathrin Landgraf, Antje Körner y Matthias Blüher de la Universidad de Leipzig; Yiming Li de la Universidad de Fudan; Brice Emanuelli de la Universidad de Copenhague; Srinivas Kothakota y Lewis Williams de Five Prime Therapeutics; Niels Jessen y Steen Bønløkke Pedersen de la Universidad de Aarhus; e Yvonne Böttcher de la Universidad de Oslo fueron coautores. La financiación principal de la labor provino del Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales y de la Asociación Americana de Diabetes. (Fuente: NCYT Amazings)