La obesidad altera la arquitectura molecular de las células hepáticas. La estructura reparadora revierte la enfermedad metabólica
El retículo endoplásmico (ER) es blanco y las gotas de lípidos aparecen amarillas En esta imagen tridimensional del interior de una célula hepática de ratón enferma creada por investigadores del Centro Sabri lker para la Investigación de Nutrientes, Genética y Metabólica . Crédito: Escuela de Salud Pública de Harvard
Las células usan su arquitectura molecular para regular sus funciones metabólicas, y reparar la arquitectura de las células enfermas a un estado más saludable también puede reparar el metabolismo, según un estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Salud Pública TH Chan de Harvard .
«La enfermedad metabólica crónica, que incluye la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares y hepáticas, es el mayor problema de salud pública mundial», dijo Gkhan Hotamlgil, profesor de Genética y Metabolismo James Stevens Simmons en Harvard Chan School y director de la Centro Sabri lker para la Investigación de Nutrientes, Genética y Metabólica. «El mecanismo regulador fundamental que descubrimos se puede utilizar para evaluar la susceptibilidad o la resistencia de las personas a un estado de enfermedad como la obesidad y determinar qué pasos, como la dieta, los nutrientes o el ayuno, reducirán, eliminarán o exacerbarán estos estados. Podemos imagine toda una nueva gama de estrategias terapéuticas dirigidas a la arquitectura molecular, similar a la restauración de un edificio en crisis o la prevención de su deterioro».
El estudio se publicó en línea el 9 de marzo de 2022 en Nature.
Dirigido por los investigadores Gne Parlakgl y Ana Paula Arruda del Sabri lker Center, el estudio comparó muestras de hígado de ratones sanos y delgados con muestras de ratones obesos con enfermedad del hígado graso. Parlakgl, Arruda y sus colegas del Instituto Médico Howard Hughes generaron reconstrucciones tridimensionales de estructuras especializadas, llamadas orgánulos, dentro de las células e hizo un análisis comparativo de la arquitectura de los orgánulos y la organización de las células hepáticas de muestras delgadas y obesas. A través de estos análisis, el equipo determinó que la obesidad conduce a alteraciones dramáticas en la arquitectura molecular subcelular, particularmente en el retículo endoplásmico (RE), un orgánulo involucrado en la creación y formación de proteínas y lípidos.
Luego, el equipo restauró parcialmente la estructura de la sala de emergencias utilizando tecnologías que pueden reparar moléculas y proteínas que pueden remodelar las membranas celulares, lo que también reparó el metabolismo de las células. Las células restauradas se veían normales, controlaban mucho mejor el metabolismo de los lípidos y la glucosa, permanecían libres de estrés y respondían mejor a los estímulos.
«El resultado fue realmente sorprendente cuando se reparó la estructura, al igual que el metabolismo de la célula», dijo Arruda. . «Lo que estamos describiendo aquí es una forma completamente nueva de controlar el metabolismo mediante la regulación de la arquitectura molecular, que es fundamental para la salud y la enfermedad».
Las imágenes producidas a partir de esta investigación también son la visualización más detallada hasta la fecha de estructuras subcelulares mientras las células aún están intactas en su entorno tisular. Otros investigadores han creado imágenes similares antes, pero principalmente en células individuales o en cultivo.
«Las imágenes de alta resolución y el análisis basado en el aprendizaje profundo nos ayudaron a ver que la regulación estructural del entorno intracelular y la arquitectura de los orgánulos es un componente clave de la adaptación metabólica. Apuntar a esta regulación puede brindar oportunidades terapéuticas para tratar enfermedades metabólicas como la diabetes y la enfermedad del hígado graso», dijo Parlakgl.
Para Hotamlgil, las imágenes son asombrosas. «Primero me cautivó la complejidad, la belleza y la armonía de las construcciones en el espacio interno extremadamente lleno de gente de una celda», dijo. «Esto es como ver una obra maestra artística mientras viaja al centro de una celda».
Explore más
En el hígado, una célula estresada puede ser una mala noticia para sus vecinas Más información: Gne Parlakgl et al, La regulación de la arquitectura subcelular del hígado controla la homeostasis metabólica, Nature (2022) ). DOI: 10.1038/s41586-022-04488-5 Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Escuela de Salud Pública de Harvard Cita: La obesidad altera la arquitectura molecular de las células hepáticas. La estructura reparadora revierte la enfermedad metabólica (15 de marzo de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-obesity-molecular-architecture-liver-cells.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.