Mutación mitocondrial aumenta el riesgo de diabetes en hombres japoneses
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Un nuevo estudio de diabetes tipo 2 (T2D) en poblaciones japonesas ha descubierto una variante genética previamente no caracterizada que pone a los portadores masculinos en mayor riesgo para la enfermedad, así como el mecanismo por el cual lo hace. El impacto de la variante fue más pronunciado en hombres sedentarios; aquellos con la variante tenían una tasa 65% mayor de T2D que los hombres sedentarios sin ella.
Investigadores de la Universidad del Sur de California, junto con colegas en Japón, dirigidos por el profesor Noriyuki Fuku de la Universidad Juntendo, encontraron tasas más altas de grasa abdominal dañina y DT2 entre hombres japoneses con una variante genética mitocondrial específica. Esta variante, en el sitio del péptido mitocondrial MOTS-c, se encuentra solo en poblaciones de Asia oriental y se demostró, en datos humanos y en ratones, que previene la producción normal de MOTS-c y disminuye la acción beneficiosa del ejercicio. imitar el péptido generalmente funciona para prevenir el aumento de peso y normalizar el metabolismo. Además, los portadores de la variante nociva secretaban altos niveles de una forma bioinactiva del péptido en un intento de compensar su deficiencia.
Los hallazgos, publicados el 19 de enero en la revista Aging, también sugieren que los niveles moderados a vigorosos de actividad física diaria pueden compensar el mayor riesgo que plantea el alelo variante. Los investigadores dicen que esto subraya el poder de las interacciones gen-ambiente y destaca el papel que puede desempeñar el ejercicio en la prevención de la enfermedad.
«Nuestro estudio sugiere que las personas con esta variante en particular pueden modificar su riesgo genético al adoptar un régimen de ejercicio ”, dijo el coautor principal Su-Jeong Kim, profesor asistente de investigación en la Escuela Leonard Davis de la USC. «Una comprensión más profunda de los efectos de esta variación genética proporcionará una base para desarrollar estrategias de actividad física para maximizar los beneficios del ejercicio en la DT2».
El estudio también proporciona una posible explicación de por qué la DT2 es más común en las poblaciones de Asia oriental. Se estima que entre el 7 y el 10 % de los asiáticos orientales tienen esta variante y el equipo de investigación cree que sus resultados se pueden generalizar a otros asiáticos orientales, incluidos los coreanos y los chinos del norte. Según la Federación Internacional de Diabetes, cerca del 40 % de los casos de DT2 del mundo provienen de la región que incluye a China, Corea y Japón.
«Esto es particularmente digno de mención porque, aunque las poblaciones de Asia oriental tienen un cuerpo medio más bajo, índice de masa corporal (IMC) que las poblaciones caucásicas, tienen una mayor susceptibilidad a la DT2», dijo el coautor principal Pinchas Cohen, profesor de gerontología, medicina y ciencias biológicas y decano de la Facultad Leonard Davis de la USC. «Estos resultados nos brindan una mejor comprensión de cómo las variantes genéticas mitocondriales pueden contribuir a las enfermedades y conocimientos para desarrollar terapias basadas en medicina de precisión para tratarlas, incluido el reemplazo del péptido defectuoso con medicamentos que imitan sus acciones».
Estos hallazgos fueron específicos para hombres. La variante no afectó a las hembras en los datos de humanos o ratones. Los investigadores especulan que esto se debe a una interacción entre los péptidos mitocondriales y las hormonas, pero dicen que el mecanismo actualmente no está claro.
Más información sobre MOTS-c
MOTS-c es uno de varios identificados más recientemente hormonas que están codificadas en el ADN de las mitocondrias, las «centrales eléctricas» de las células que convierten los alimentos en energía; la mayoría de las demás hormonas están codificadas en el ADN del núcleo. Cohen y Changhan David Lee, profesor asistente de la USC Leonard Davis School, describieron por primera vez MOTS-c en 2015, junto con su papel en restaurar la sensibilidad a la insulina y contrarrestar los efectos de resistencia a la insulina inducidos por la dieta y dependientes de la edad comúnmente asociados con el ejercicio. En un artículo separado publicado el 20 de enero en Nature Communication, los mismos autores demostraron que MOTS-c tiene actividades de «ejercicio mimético».
El artículo actual en Aging encontró que una variante en la región de codificación de MOTS- c fue responsable de cambiar el aminoácido del péptido MOTS-c. Los individuos que portaban el alelo C, en lugar del alelo A más prevalente, produjeron una forma de MOTS-c llamada K14Q MOTS-c que carecía de las características que promueven la salud de la forma más común.
El estudio encontró que el La variante del alelo C MOTS-c fue menos eficaz como regulador metabólico en modelos celulares y animales y se asocia con efectos de sensibilización a la insulina suprimidos y mayor cantidad de grasa corporal. En ratones macho, la administración de MOTS-c redujo significativamente el aumento de peso de una dieta rica en grasas. Por el contrario, K14Q MOTS-c no logró proteger contra el aumento de peso inducido por una dieta rica en grasas. Además, los ratones a los que se les administró MOTS-c se desempeñaron mejor en las pruebas de tolerancia a la glucosa que los ratones a los que se les inyectó K14Q.
«Demostramos que K14Q MOTS-c tiene un efecto reducido sobre la sensibilidad a la insulina y el aumento de peso en comparación con los ratones más comunes forma de MOTS-c en ratones y especulamos que esta variante aumenta la prevalencia de DT2 en hombres sedentarios porque los portadores del alelo C producen la forma menos efectiva de MOTS-c», dijo Kim.
Comparación de cohortes
A continuación, los investigadores estudiaron el efecto de la variante del alelo C en la diabetes tipo 2 en tres cohortes de personas de ascendencia japonesa: el Estudio de cohorte colaborativo multiinstitucional de Japón (J-MICC), que incluye a 4963 hombres y 6889 mujeres; Sujetos japoneses-estadounidenses en el estudio de cohorte multiétnica (MEC), que incluye 1810 hombres y 1577 mujeres de ascendencia japonesa que viven en los EE. UU.; y el proyecto Tohoku Medical Megabank (TMM), que incluye 4471 hombres y 7817 mujeres.
El metanálisis de las tres cohortes mostró que los hombres con el alelo C tenían tasas más altas de DT2. Independientemente del estado del ejercicio, el alelo C aumentó el riesgo de T2D en más de un tercio.
El estudio J-MICC contenía medidas de las actividades diarias. Los investigadores realizaron una comparación y encontraron que entre los hombres menos activos, aquellos con el alelo C tenían una tasa 65 % mayor de T2D que los hombres con el alelo A. Esta tasa más alta de enfermedad no se observó en hombres con alelo C que realizaban más de 40 minutos diarios de actividad física de moderada a vigorosa.
Estos resultados sugieren fuertemente que una combinación de estilo de vida sedentario y la variante del alelo C contribuye a un riesgo elevado de T2D, según los investigadores, quienes postulan que la variante puede haber evolucionado para adaptarse mejor a las condiciones de vida caracterizadas por estilos de vida muy activos y una ingesta calórica limitada. En el pasado, esto podría haber presentado una ventaja, pero en el siglo XXI, es una responsabilidad metabólica, dicen.
«Dado que los análogos de MOTS-c están actualmente en desarrollo clínico para el tratamiento de la diabetes tipo 2 complicaciones, el reconocimiento de que los niveles de actividad pueden afectar el riesgo de DT2 en los portadores de este SNP puede informar futuros ensayos clínicos», dijo Cohen. «Este nuevo descubrimiento sugiere que variantes mitocondriales étnicas específicas adicionales pueden estar involucradas en el riesgo de enfermedades metabólicas. También proporciona un modelo para investigaciones adicionales sobre los mecanismos detrás de cómo las mitocondrias regulan las enfermedades y la búsqueda de posibles terapias basadas en mitocondrias».
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La ‘proteína del ejercicio’ duplica la capacidad de carrera, restaura la función y prolonga la esperanza de vida saludable en ratones mayores Más información: Hirofumi Zempo et al, A pro-diabetogenic mtDNA polymorphism in the mitochondrial -péptido derivado, MOTS-c, Envejecimiento (2021). DOI: 10.18632/aging.202529 Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita: La mutación mitocondrial aumenta el riesgo de diabetes en los hombres japoneses (21 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com /news/2021-01-mitochondrial-mutation-diabetes-japanese-men.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.