Descubrimiento en Harvard podría revolucionar el tratamiento de la obesidad y diabetes

Un estudio realizado en Harvard University ha revelado que ciertas moléculas producidas por las bacterias intestinales viajan al hígado y ayudan a regular cómo el cuerpo utiliza la energía. Estas moléculas, que varían según la dieta, la genética y los cambios en el microbioma, mostraron incluso mejorar la respuesta a la insulina en células hepáticas durante pruebas en laboratorio. Este hallazgo podría abrir nuevas vías para prevenir o manejar la obesidad y la diabetes tipo 2.

El proyecto de investigación, respaldado por FAPESP, identificó un conjunto de metabolitos que se trasladan desde el intestino al hígado y luego al corazón, distribuyéndose por todo el organismo. Estos compuestos en circulación parecen influir en el funcionamiento de las vías metabólicas en el hígado y en la sensibilidad del cuerpo a la insulina. La investigación fue publicada en la revista Cell Metabolism.

El primer autor del estudio, Vitor Rosetto Muñoz, investigador postdoctoral en la Escuela de Educación Física y Deportes de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (EEFERP-USP), explicó que "la vena porta hepática drena gran parte de la sangre del intestino hacia el hígado. Por lo tanto, es el primer lugar que recibe productos del microbioma intestinal. En el hígado, pueden ser conjugados, transformados o eliminados, y luego entrar en la circulación sistémica".

Muñoz agregó que al analizar la sangre que sale del intestino y la sangre periférica que circula por todo el cuerpo, se pudo observar con mayor precisión el enriquecimiento de estos metabolitos derivados del microbioma intestinal en cada ubicación y, en consecuencia, cómo pueden modificar el metabolismo hepático y la salud metabólica.

En los últimos años, los científicos han reconocido cada vez más que el microbioma intestinal actúa como un vínculo clave entre la genética, los factores ambientales y el desarrollo de trastornos metabólicos. Estudios han demostrado que las personas y los animales con obesidad, diabetes tipo 2, intolerancia a la glucosa o resistencia a la insulina suelen tener composiciones microbianas intestinales distintas en comparación con aquellos que no padecen estas condiciones.

Sin embargo, los investigadores aún enfrentan dificultades para determinar qué bacterias específicas o productos microbianos impulsan estas diferencias o cómo interactúan con los tejidos intestinales. Para explorar esta cuestión, el estudio examinó metabolitos en la sangre de ratones que variaban en su susceptibilidad a la obesidad y la diabetes. Se tomaron muestras de la vena porta hepática y de la sangre periférica.

En ratones sanos, el equipo detectó 111 metabolitos enriquecidos en la vena porta hepática y 74 en la sangre periférica. Cuando los ratones genéticamente predispuestos a la obesidad y la diabetes tipo 2 fueron alimentados con una dieta hiperlipídica (rica en grasas), el número de metabolitos enriquecidos en la vena porta hepática disminuyó de 111 a 48. Este hallazgo indica que factores ambientales, como la dieta, pueden influir fuertemente en la distribución de estos compuestos.

Los perfiles de metabolitos en estos ratones susceptibles también diferían de los observados en una cepa de ratones naturalmente resistentes al síndrome metabólico, lo que sugiere que el contexto genético desempeña un papel central en la configuración de qué metabolitos aparecen en la vena porta hepática.

Muñoz destacó que "esto muestra que tanto el ambiente como la genética del hospedador pueden interactuar de maneras complejas con el microbioma intestinal. Como resultado de estas interacciones, diferentes combinaciones de metabolitos pueden ser enviados al hígado y, posteriormente, a la circulación periférica. Estos metabolitos probablemente juegan un papel importante en la mediación de las condiciones que conducen a la obesidad, la diabetes y el síndrome metabólico".

Para identificar qué bacterias y subproductos microbianos contribuyen a estos patrones de metabolitos, los investigadores trataron a ratones susceptibles a la obesidad y la diabetes con un antibiótico diseñado para atacar microorganismos intestinales específicos. Como se esperaba, el tratamiento alteró el microbioma y cambió el equilibrio de metabolitos en la sangre periférica y la vena porta hepática.

Uno de los resultados fue un aumento en metabolitos como el mesaconato, que participa en el ciclo de Krebs, una vía fundamental para la producción de energía en las células. Utilizando esta información, los científicos expusieron hepatocitos (células hepáticas) al mesaconato y sus isómeros, que son compuestos químicos con la misma fórmula molecular pero estructuras diferentes. Los tratamientos mejoraron la señalización de insulina y regularon genes involucrados en la acumulación de grasa hepática (lipogénesis) y la oxidación de ácidos grasos, procesos cruciales para mantener la salud metabólica.

Muñoz concluyó que "los metabolitos encontrados en la sangre de estos dos sitios, por lo tanto, desempeñan roles importantes en la mediación de los efectos del microbioma sobre el metabolismo hepático y la patogénesis de la resistencia a la insulina en la diabetes tipo 2, que está relacionada con una dieta alta en grasas".

Los científicos ahora buscan caracterizar cada metabolito con mayor detalle y determinar cómo se producen. Esta comprensión más profunda de las influencias microbianas sobre el metabolismo podría eventualmente llevar a la identificación de moléculas que podrían servir como nuevas opciones terapéuticas para enfermedades metabólicas.

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