Los hígados de ratón crecen y se encogen a diario
Los hepatocitos de ratón son más pequeños al final del día (izquierda) y más grandes al final de la noche (derecha).UELI SCHIBLER, UNIVERSIDAD DE GINEBRA Hace varios años y un poco por accidente, Los investigadores dirigidos por Ueli Schibler, ahora profesor emérito de la Universidad de Ginebra en Suiza, notaron que las células del hígado de los ratones son más grandes hacia el final de la noche y más pequeñas al final del día. En un estudio publicado hoy (4 de mayo) en Cell, el grupo no solo ha confirmado que el tamaño de los hepatocitos oscila a diario, sino que todo el hígado es más grande durante la noche, cuando los ratones están más activos. Los cambios observados en el tamaño de las células y los órganos están relacionados con los ciclos de alimentación y ayuno y se acompañan de un aumento de los niveles de proteínas y del ensamblaje de los ribosomas.
“Este es un trabajo fundamental” Carrie Partch de la Universidad de California, Santa Cruz, que no participó en el estudio, le dijo a The Scientist….
Schibler y sus colegas determinaron que el tamaño de los hepatocitos aumentaba durante la noche y luego encogido durante el día. Pero solo observaron esta oscilación cuando alimentaron a los ratones por la noche. Cuando los ratones eran alimentados durante el día, cuando están menos activos, ese ritmo claro desaparecía, a pesar de que los animales comían cantidades similares de comida.
Estos ciclos celulares parecían afectar al hígado en su conjunto. Al final del período activo de los animales, los hígados de los ratones alimentados por la noche eran casi un 50 por ciento más grandes como porcentaje del peso corporal total que después de su período inactivo. Los investigadores no observaron este patrón en los hígados de ratones alimentados durante el día ni en otros órganos.
Un patrón similar surgió cuando el equipo de investigación investigó la abundancia de ARN y proteínas, que aumentaron durante la fase activa en roedores alimentados de noche. Por el contrario, los niveles de ARN y proteína no cambiaron en los ratones alimentados durante el día. Los niveles de ADN se mantuvieron constantes en todos los animales, lo que indica que el número de células hepáticas no varía durante el día.
Pensamos que el hígado tiene un tamaño bastante constante, pero este artículo muestra claramente que el tamaño del hígado tiene un ritmo circadiano, dijo Mitchell Lazar de la Universidad de Pensilvania que no participó en el trabajo. Habrá mucho interés en este fenómeno. . . y qué lo causa.
Los investigadores encontraron que la eficiencia de la traducción aumentó a la mitad del período activo en ratones alimentados por la noche y que los ribosomas se acumularon en los hepatocitos, alcanzando su punto máximo al final de la noche. Sin embargo, la síntesis de ARN pre-mensajero y pre-ribosómico (ARNr) se mantuvo constante durante 24 horas, lo que sugiere que el ritmo de acumulación de ARNr se controla postranscripcionalmente, probablemente por la degradación de los ribosomas durante el día. De hecho, el grupo de Schibler descubrió que un precursor de ARNr se poliadenila de forma circadiana y se dirige al complejo de exosomas nucleares 3-5 para su destrucción.
Sorprendentemente, cuando los investigadores examinaron la poliadenilación del precursor de ARNr 18S en los hígados de ratones con un gen que controlaba los ritmos circadianos centrales noqueados, las oscilaciones diurnas no cambiaron mucho. Este hallazgo sugiere que los ciclos de alimentación y ayuno juegan un papel más importante que el reloj maestro en la dirección de la poliadenilación del ARNr y la acumulación de ribosomas.
No tenemos idea de cómo el ciclo de luz coopera con el ciclo de alimentación, dijo Schibler. Lo que probablemente sea más difícil, pero también importante, es averiguar la función de estos ritmos.
Es muy probable que este mecanismo también sea relevante en humanos, añadió. Schibler planteó la hipótesis de que la función de desintoxicación del hígado está influenciada por los ritmos circadianos de los órganos, una posibilidad que podría tener implicaciones para la eficacia de los fármacos procesados a través del hígado. Creo que esto tiene un futuro realmente significativo, dijo. Más personas deberían conocerlo y más personas deberían trabajar en ello.
Ver Efectos del tratamiento de influencia de los ritmos circadianos
F. Sinturel et al., Las oscilaciones diurnas en la masa hepática y el tamaño celular acompañan los ciclos de ensamblaje de ribosomas, Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.04.015, 2017.
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