Científicos de Michigan y Argentina encuentran gatillos genéticos en células del cerebro

Aquella pequeña voz dentro de tu cabeza que te dice cuando comer o dejar de hacerlo en realidad es un grupo de alrededor de 10.000 células cerebrales especializadas.  Un equipo internacional de científicos –formado por científicos de Michigan y Argentina, ha descubierto diminutos disparadores dentro de esas células que dan lugar a esta “voz”, y lo mantienen hablando durante toda la vida.

La investigación, realizada en peces y ratones revela cómo diminutos fragmentos de ADN pueden tener una gran influencia en cómo el cuerpo regula el apetito y el peso. Es la primera vez que científicos documentan exactamente cómo se controla un gen de células del cerebro implicadas en la regulación del peso.

En un nuevo artículo publicado en línea esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (Actas de la Academia Nacional de Ciencias), y un artículo reciente en la revista PLoS Genetics, el equipo informa sus descubrimientos sobre los factores genéticos clave para las células cerebrales, o neuronas, llamadas células POMC.

Situado en el interior del cerebro, en una estructura llamada hipotálamo, el grupo de neuronas POMC actúa como un centro de control de la sensación de saciedad o el hambre. Toman señales del el cuerpo y envían señales químicas para regular el apetito.

Cuando las neuronas POMC están ausentes o no funcionan correctamente, los animales y los seres humanos crecen peligrosamente obesos. Ahora, los nuevos hallazgos muestran en los animales que lo mismo sucede cuando ciertos disparadores genéticos dentro de las células POMC no están funcionando.

El equipo, dirigido por Malcolm Low, MD, Ph.D. de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan y Marcelo Rubinstein, Ph.D., de la Universidad de Buenos Aires en Argentina, ha estudiado el sistema POMC durante años.

Los hallazgos se centran alrededor del gen POMC, abreviatura de proopiomelanocortina. Pero el estudiar el gen en sí no explica porqué y cómo las células POMC hacen los que hacen.

En los dos nuevos estudios, el equipo reporta cómo una proteína llamada factor de transcripción, y dos pequeños tramos de ADN llamados potenciadores, actúan como disparadores para el gen POMC. Los tres regulan la frecuencia de cuando las células POMC utilizan el gen para crear las moléculas señal que luego van hacia el cuerpo. El factor de transcripción, llamado Islet 1, también juega un papel clave en ayudar a que las células POMC se formen correctamente durante las primeras etapas del desarrollo del cerebro, antes del nacimiento.

“En su conjunto, este trabajo representa el primer ejemplo de un gen específico de neuronas en los vertebrados, donde se han encontrado tanto los potenciadores y un factor de transcripción compartida que controlan la expresión de genes en el cerebro en desarrollo y luego en todo el ciclo de vida del adulto”, dijo Low, profesor en el Departamento de Fisiología Molecular e Integrativa.

Hasta ahora, los estudios de todo el genoma de los seres humanos no han demostrado ninguna relación entre la obesidad y los cambios en el gen ISL1. Las imágenes del cerebro que controla la unión de señales hacia y desde las células POMC podría revelar más pistas. Y, en teoría, podría ser posible encontrar medicamentos para aumentar la producción de productos Pomcgene, o para cultivar células de reemplazo para las células POMC que funcionan mal.

“Para los humanos, la regulación POMC puede ser parte de la ecuación de control de peso”, dice Low. “No sabemos, pero creemos que es probable, que puede ser similar al modelo de ratón, donde su papel es como una esfera, con una relación lineal entre la cantidad de expresión de POMC y el grado de obesidad. Esta investigación abre nuestra comprensión general de cómo funciona el cerebro para regular la alimentación”.

Rubinstein y Low acaban de recibir una nueva subvención de los Institutos Nacionales de Salud (NIH por sus siglas en inglés) para continuar su trabajo con células POMC.