En la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), este proceso está mediado por un mecanismo que monitoriza los niveles de grasa corporal periférica a través de un eje formado por el portador de lípidos ApoB/apolipoforina en las células grasas y Sema1a en el sistema neuroendocrino.

La activación de este eje activa otra proteína de las moscas equivalente a la leptina humana para iniciar la maduración sexual. Este estudio, liderado por Javier Morante y María Domínguez, ha comprobado que la leptina humana evita la obesidad en las moscas de la fruta mutantes.

Estos hallazgos muestran cómo los niveles de grasa periférica regulan el proceso de maduración sexual y que cuando esto falla se produce obesidad juvenil. En el trabajo, publicado en la revista Cell Reports, han participado también el Instituto de Investigación Sanitaria La Fe de Valencia, el Centro de Investigación Príncipe Felipe (Valencia) y el Centro de Investigación Médica Aplicada de la Universidad de Navarra.

El interruptor de la maduración sexual

Durante el desarrollo, la liberación de hormonas esteroides circulantes por los circuitos neuroendocrinos induce la transición del estadio juvenil a la pubertad para la maduración sexual en humanos e insectos por igual. El inicio de esta transición requiere la evaluación de varios puntos de control basados en señales externas e internas que reflejan los niveles de nutrientes, el tamaño y el estado de crecimiento de cada órgano. Así se decide si se activan estos circuitos neuroendocrinos y se liberan esteroides que desencadenen la maduración o se continúa el crecimiento juvenil.

Cómo se integran exactamente las diferentes señales para decidir cuándo un individuo puede alcanzar la madurez sexual, y qué mecanismos moleculares y celulares actúan a nivel de las células neuroendocrinas que desencadenan esta decisión no se conoce bien. Este trabajo aporta detalles del inicio de esta transición hasta ahora desconocidos. “Nuestro objetivo es descubrir los mecanismos universales y los circuitos neuroendocrinos necesarios para la regulación de la maduración sexual y el control del peso corporal utilizando el modelo de Drosophila”, explica el investigador Javier Morante.

Obesidad infantil y maduración sexual

La obesidad infantil, cuya prevalencia está aumentando hasta alcanzar proporciones pandémicas, se ha asociado con cambios en la edad de la pubertad. Por otro lado, la desnutrición y el entrenamiento físico intensivo pueden retrasar la pubertad. Observaciones en ratones y humanos también han demostrado que una deficiencia de leptina, una hormona secretada por las células grasas, o sus receptores, que señalan la cantidad de reservas de energía en el cuerpo en los circuitos neuroendocrinos, conduce a hiperfagia, obesidad de inicio temprano y retraso o incapacidad total para iniciar la transición puberal.

Estas observaciones apoyan la hipótesis de que existe un «punto de control» de la grasa corporal que asegura que los organismos prepuberales no se comprometan con la maduración reproductiva a menos que tengan reservas de energía adecuadas para satisfacer las demandas posteriores de la reproducción.

Nuestro estudio sugiere que el defecto de monitorizar la grasa periférica impide la toma de decisión de madurar y puede tener como efecto secundario respuestas persistentes y mal adaptativas que llevan a un acúmulo excesivo de grasa. Esto explicaría la obesidad progresiva asociada a la falta de entrada en la pubertad en niños con condiciones como el síndrome de Prader-Willi o la deficiencia o resistencia a la Leptina. Por tanto, según este estudio, la hormona esteroidea se perfila como “un posible tratamiento en estos niños para reducir la obesidad”, concluye Javier Morante.

octubre 18/2021 (Dicyt)

El gen identificado como ISL1, regula la propiomelanocortina (Pomc), el polipéptido que contiene la información para producir melanocortina, la hormona que avisa que hay que detener la ingesta de alimentos.

El equipo científico que identificó el gen maestro ISL1 que regula la saciedad estuvo liderado por Marcelo Rubinstein, profesor en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y del organismo estatal de investigaciones Conicet.

Rubinstein explicó que el «buen funcionamiento» del factor de transcripción denominado ISL1, «es indispensable para que las neuronas del hipotálamo produzcan Pomc y, a su vez, se fabrique la melanocortina».

«Se trata de un factor de transcripción, una proteína fundamental para que se pueda iniciar la transcripción de Pomc en las neuronas que la expresan normalmente para formar parte de este circuito de saciedad», explicó Rubinstein.

El «descubrimiento representa un avance en el diagnóstico de los desórdenes alimenticios», resaltó el informe de la Universidad Nacional de la capital argentina.

El equipo científico de la UBA explicó que las neuronas encargadas de decir «coma» o «pare de comer» están ubicadas en el hipotálamo, región del cerebro que regula la temperatura corporal, la liberación de hormonas de la hipófisis y también conductas como la alimentación.

«Algunas de esas neuronas promueven la ingesta y otras la saciedad» y «por lo general, luego de haber ingerido una comida abundante y sabrosa, llega la señal de saciedad y paramos de comer», detallaron los científicos argentinos.

Sin embargo, «a veces la señal llega tarde, cuando ya nos pasamos del límite. Y hay casos en que no llega, es cuando comemos de manera insaciable», señaló el equipo científico.

«Que esa señal llegue en el momento y duración adecuados es un factor clave para evitar el sobrepeso y, por ende, la obesidad», resaltó el equipo integrado por Rubinstein.

Tanto los ratones como los seres humanos que presentan mutaciones en el gen maestro que regula el polipéptido Pomc padecen de hiperfagia y de obesidad severa.

Los resultados de las investigaciones mostraron que el gen ISL1 cumple un rol central en el desarrollo embrionario al intervenir en la diferenciación de las neuronas específicas que son fundamentales para producir la señal de saciedad y regular la adiposidad a lo largo de la vida, indicó el informe.

«ISL1 es un gen maestro, es decir, establece un tipo celular que no tendría lugar si este factor de trascripción no estuviera presente», explica Rubinstein.

Los genes maestros, que actúan durante el desarrollo embrionario, son los que tienen la información para generar un tipo celular determinado o, incluso, un órgano completo.

Rubinstein explicó que «se sabía que Pomc se expresa en esas neuronas del hipotálamo, lo que no se sabía es quién activa esa transcripción de manera tan selectiva y por qué solo en esas neuronas y no en otras».

«Nosotros, durante muchos años, nos concentramos en identificar las secuencias de ADN necesarias para que Pomc se exprese en ese lugar, y ahora pudimos descubrir quién utiliza esas secuencias para permitir la expresión de Pomc en esas neuronas».

En la investigación participaron también Sofia Nasif y Flavio de Souza, investigadores del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular del Conicet.

«Detectamos ISL1 en el hipotálamo justo antes del inicio de la expresión de Pomc, y a partir de ese momento, ambos genes se expresan juntos», señalaron los autores en el trabajo.

«Es más, ISL1 resulta necesario para la expresión de Pomc durante el desarrollo embrionario en los organismos estudiados.

En efecto, si ISL1 se encuentra inactivado, no hay Pomc, lo cual condujo a los animales (durante los ensayos) a desarrollar hiperfagia y obesidad», señalaron los investigadores.

Según Rubinstein, la importancia de este trabajo reside en haber desentrañado un mecanismo fundamental del circuito de la saciedad. Pero, además, brinda un conocimiento relevante cuando se trata de identificar un problema de obesidad familiar.

«Si una familia se practica un análisis genético y se detecta que el gen de este factor de trascripción está mutado, es probable que los integrantes portadores de la mutación tengan un factor de riesgo mayor a desarrollar hiperfagia y obesidad», señaló Rubinstein.

A pesar de que no hay curas medicamentosas contra ese tipo de situaciones, «conocer que existe una mayor predisposición a desarrollar sobrepeso por una causa genética puede fortalecer en los individuos de esa familia la práctica de costumbres alimentarias, deportivas y sociales más saludables que las del promedio de la población», concluyó el investigador.
abril 29/2015 (ANSA)

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