El descubrimiento revela cómo la hormona tiroidea ‘atenua’ el metabolismo
Crédito: CC0 Public Domain
Desde hace tiempo se sabe que la glándula tiroides es un fuerte regulador del metabolismo del cuerpo, por lo que es clave para muchas condiciones de salud. Pero los detalles moleculares de cómo actúa la hormona tiroidea en las células del cuerpo nunca se han entendido por completo. Ahora, los investigadores de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania han dado un gran paso hacia la resolución de este misterio al demostrar que no funciona como un interruptor de encendido/apagado directo, sino más bien como un atenuador.
Los biólogos han sabido que, en las células donde la hormona tiroidea actúa para regular el metabolismo, ésta opera en el núcleo celular, aumentando la actividad de algunos genes y disminuyendo la actividad de otros. Los detalles de cómo la hormona controla la actividad de los genes han sido en su mayoría desconocidos, debido a obstáculos técnicos que han dificultado su estudio. Los investigadores de Penn Medicine, que informan sobre su descubrimiento hoy en Genes and Development, pudieron superar muchos de estos obstáculos técnicos para brindar una imagen mucho más clara de los mecanismos básicos de acción de la hormona tiroidea en el proceso, anulando otros modelos destacados de estos mecanismos.
«Pudimos en este estudio demostrar que la hormona tiroidea no solo activa o desactiva las cosas, como sugiere el modelo canónico, sino que cambia más sutilmente el equilibrio entre la represión y la mejora de la actividad genética», dijo investigador principal Mitchell Lazar, MD, Ph.D., profesor de Ware de Diabetes y Enfermedades Metabólicas, y director del Instituto de Diabetes, Obesidad y Metabolismo, en Penn Medicine. «Sin embargo, como saben las personas con hipotiroidismo, la falta de hormona tiroidea puede tener efectos profundos en el cuerpo».
Las enfermedades de la glándula tiroides, incluido el hipotiroidismo, el hipertiroidismo y el bocio, se han descrito durante mucho tiempo. como ha habido médicos. La molécula tiroxina producida por la tiroides, el precursor químico de la principal forma activa de la hormona tiroidea, se identificó en 1914.
Los endocrinólogos también han reconocido durante mucho tiempo que la hormona tiroidea es un regulador esencial que mejora el metabolismo cuya insuficiencia puede provocar no solo a enfermedades obvias de la tiroides, sino también al aumento de peso y problemas metabólicos relacionados, como diabetes, colesterol alto y enfermedad del hígado graso. Por lo tanto, el mecanismo de acción de la hormona, si se comprende, podría ser un objetivo farmacológico de enorme valor para la medicina.
Pero aunque los científicos saben desde hace casi 40 años que la hormona tiroidea actúa en el núcleo celular para controlar la actividad genética al unirse a proteínas especiales llamadas receptores de la hormona tiroidea, la forma en que funciona sigue siendo un enigma en gran parte porque las interacciones de la hormona tiroidea y sus receptores han sido difíciles de estudiar. Entre otros desafíos, los receptores normalmente se producen en cantidades relativamente pequeñas en las células, y los científicos carecían de una buena manera de marcar sus sitios de unión en el ADN y ver cómo estos sitios de unión difieren cuando la hormona tiroidea está presente.
En el nuevo estudio, para el cual Yehuda Shabtai, Ph.D., investigador postdoctoral en el laboratorio Lazar, se desempeñó como autor principal, los investigadores desarrollaron un modelo de ratón en el que se agregó una etiqueta especial a TR, el principal receptor de hormona tiroidea en el hígado donde ocurren algunos de los efectos metabólicos más importantes de la hormona tiroidea. Los investigadores usaron esta etiqueta para marcar las miles de ubicaciones en el ADN donde se une TR, tanto en una condición en la que la hormona tiroidea estaba presente y podía unirse a TR como también cuando la hormona estaba ausente en gran medida. Con estos y otros experimentos, el equipo proporcionó pruebas sólidas de que la hormona tiroidea funciona con TR de una manera inesperadamente sutil.
Cuando se une a un sitio determinado en el ADN enrollado en el núcleo, TR mejorará o reprimirá la actividad de un gen o genes cercanos. Para lograrlo, forma complejos con otras proteínas denominadas coactivadoras y correpresoras. Los investigadores demostraron que cuando la hormona tiroidea se une a TR, puede cambiar el equilibrio de estas proteínas correguladoras asociadas a favor de una mayor activación de genes en algunos sitios y una mayor represión de genes en otros. Esto contrasta con los modelos anteriores de la función de la hormona tiroidea/TR en los que la hormona tiroidea tiene un efecto más absoluto, similar a un interruptor, sobre la actividad genética.
Los investigadores reconocen que se necesita más trabajo para dilucidar por qué la unión de la hormona tiroidea a TR reduce la actividad génica en algunos sitios del ADN y aumenta la actividad génica en otros sitios. Pero ven los nuevos hallazgos como un avance significativo en la comprensión de un proceso básico en biología, un proceso al que los medicamentos futuros pueden dirigirse con precisión para tratar una variedad de enfermedades metabólicas.
Los coautores de este estudio incluyen a Yehuda Shabtai, Nagaswaroop Nagaraj, Kirill Batmanov, Young-Wook Cho, Yuxia Guan, Chunjie Jiang, Jarrett Remsberg, Douglas Forrest y Mitchell Lazar.
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El nuevo método permite una medición más específica de la acción de la hormona tiroidea en el tejido Información de la revista: Genes & Development
Proporcionado por la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania Cita: El descubrimiento ilumina cómo la hormona tiroidea ‘atenua’ el metabolismo (2021, 17 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-discovery-illuminates-thyroid-hormone- dims.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.