Relojes hipotalámicos en el control central del metabolismo

Por José Antonio Alonso García –

Las becas para Mujeres en la Ciencia L’Oréal-Unesco-Conacyt-Academia Mexicana de Ciencias tienen el objetivo de promover la participación de las mujeres en la ciencia para la realización de estudios científicos avanzados en las áreas de ciencias exactas, naturales y en ingeniería y tecnología. Se otorgan a proyectos que proponen investigadoras jóvenes (menos de 40 años) que hayan concluido su doctorado recientemente. Desde 2007, fecha de su institución, investigadoras de la UNAM han recibido 23 de las 64 becas otorgadas.

Es un proyecto bastante ambicioso en el que ligamos diferentes campos del conocimiento: la cronobiología, las neurociencias y el control del metabolismo

Este 2019 una de las beneficiarias fue la doctora Lucía Mendoza Viveros (32 años), alumna de posdoctorado del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIB). Neurociencias y cronobiología metabólica Su trabajo de investigación se titula Relojes hipotalámicos en el control central del metabolismo. “Es un proyecto bastante ambicioso en el que ligamos diferentes campos del conocimiento: la cronobiología, las neurociencias y el control del metabolismo”, explica la joven investigadora, doctora por la Universidad de Toronto y especialista en temas de cronobiología.

70% de los habitantes del país padece sobrepeso

Este trabajo lo está enfocando en una parte específica del cerebro, el hipotálamo, compuesto por diferentes subregiones encargadas de controlar este tipo de procesos en el organismo; por ejemplo, el metabolismo, la temperatura corporal, el hambre y la saciedad, la sed, el sueño y la vigilia. El objetivo es investigar cómo controlan los en el control central del metabolismo relojes biológicos el metabolismo en los seres vivos. Y esos relojes biológicos los está buscando en los diversos núcleos hipotalámicos, aunque especialmente en el núcleo ventromedial.

Los resultados del proyecto Relojes hipotalámicos en el control central del metabolismo se basan en tres grupos de ratones, sometidos a diferentes dietas

Es un gran proyecto que efectúan dos equipos de investigación, incluidos estudiantes de maestría, uno del IIB, liderado por la doctora Lorena Aguilar, y otro del Instituto Nacional de Medicina Genómica (Inmegen), a cargo del doctor Ricardo Orozco. Este trabajo tiene mucha relevancia para la sociedad “por el problema de la obesidad en la población, condición patológica que acarrea muchas contrariedades en la salud en detrimento de la calidad de vida”, refiere la doctora Mendoza.

Impacto social de la obesidad En nuestro país, el 70% de los habitantes padece sobrepeso y casi una tercera parte sufre obesidad. Esta enfermedad se asocia principalmente con la diabetes y padecimientos cardiovasculares, así como también con trastornos óseos y musculares y algunos tipos de cáncer. Los hábitos alimenticios poco saludables y la falta de ejercicio ocasionan el 32% de las muertes de mujeres y el 20% de hombres en México. Durante 19 semanas, la doctora Mendoza monitoreó la respuesta metabólica en tres grupos de ratones de laboratorio.

Los del primer modelo tenían una dieta saludable, los segundos eran ratones obesos con una dieta alta en grasa, y los terceros estaban un poco pasados de peso por llevar la dieta alta en grasa, pero solo durante la noche, el tiempo en que estos roedores están activos por ser animales nocturnos; estos últimos se manejaron mediante un modelo de obesidad inducida, al que se añadió una intervención cronoterapéutica. A lo largo del experimento se monitoreaba el peso de los animales y varios parámetros en distintos momentos del día, como la temperatura y las respuestas a la glucosa y la insulina. Y ahí es cuando se ven estos resultados. “Al final de todas las pruebas, extrajimos órganos de animales de cada grupo hasta completar seis puntos temporales en un día, cada cuatro horas, y en el Inmegen hicimos los estudios de los transcriptomas de las células del tejido adiposo pardo y de las del núcleo ventromedial del hipotálamo”, detalla la investigadora.

Con el apoyo de la genómica Lo que revela el transcriptoma es qué tanto se están expresando todos los genes codificados en las células de los tejidos de los que se tomaron las muestras, y en el momento en que se tomaron. Finalizados los trabajos clínicos y los análisis genéticos, vendrá después, durante también bastantes meses, el estudio de gabinete de toda la información que arrojaron los diversos transcriptomas. “Nuestro objetivo es ver cómo se está coordinando el transcriptoma circadiano del núcleo ventromedial y el transcriptoma circadiano del tejido adiposo pardo”, explica Mendoza Viveros. “Hicimos un análisis de la ritmicidad del transcriptoma mediante algoritmos usados en el campo de la cronobiología que revelan si la expresión de un gen varía de manera oscilante a lo largo de 24 horas o si varía de manera rítmica para saber cuántos genes se están expresando de manera rítmica.»

Y lo que vimos, y que nos gustó haber encontrado, fue que, en nuestro grupo de control, que es el de la dieta saludable, muestra cierta proporción de transcriptos que se expresan de manera rítmica. Después, el grupo que se estaba alimentando con la dieta alta en grasa, que por ende estaba obeso y tenía mal el metabolismo, presentaba una severa reducción de los genes que se están expresando de manera rítmica, aproximadamente un tercio de lo que deberían en comparación con el grupo de control. Y en el tercer grupo, el de tratamiento, con la restricción temporal del alimento, se fortalecía la ritmicidad en los genes que se estaban expresando en el transcriptoma circadiano”.

Con esos primeros logros como aliciente, quedan por delante muchas horas de trabajo para analizar múltiples variables, no solo conocer cuántos genes se expresan rítmicamente y cuáles no se expresan, sino también qué hace cada uno y qué función tiene. Cada hallazgo abrirá nuevas ventanas al conocimiento de qué es lo que pasa en la fisiología del tejido adiposo pardo para saber, por ejemplo, cómo lograr que la temperatura corporal (consumo de energía) tenga una mejor ritmicidad o que el metabolismo de la glucosa sea más saludable, aspectos que favorecerán que el sobrepeso y la obesidad se reduzcan.

Completada toda la secuencia de causas y consecuencias, “y ya sabiendo las funciones de los genes que están cambiando entre los grupos vamos a poder identificar algunas vías de señalización, es decir, qué mensajes se transmiten dentro de las células que están disparando la activación de algunos genes a ciertas horas del día. Estas vías muchas veces son susceptibles de ser modificadas o convertirse en blancos terapéuticos para medicamentos para un mejor control del metabolismo y, por consiguiente, del sobrepeso y la obesidad”, concluye la joven alumna de posdoctorado Lucía Mendoza Viveros.