Las personas con sobrepeso u obesas tienen un riesgo significativamente mayor de desarrollar diabetes, pero no se comprende bien cómo sucede exactamente.
Un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis puede ayudar a explicar cómo el exceso de peso puede contribuir a la diabetes y puede proporcionar a los investigadores un objetivo para ayudar a prevenir o retrasar la diabetes en algunas personas en riesgo. Los hallazgos sugieren que muchas personas con niveles elevados de insulina, un marcador temprano del riesgo de diabetes, también tienen defectos en una enzima importante para el procesamiento de un ácido graso clave de la dieta.
La investigación se publica el 11 de enero en la revista Cell Metabolism.
« Entre 30 millones y 40 millones de personas en los Estados Unidos tienen diabetes tipo 2, y otros 90 millones a 100 millones tienen factores de riesgo que los hacen propensos a desarrollar diabetes tipo 2 en el futuro », dijo el investigador principal Clay F. Semenkovich, MD. director de la División de Endocrinología, Metabolismo e Investigación de Lípidos de la Facultad de Medicina. « Muchos en riesgo de diabetes tienen niveles elevados de insulina, un sello distintivo de la resistencia a la insulina y una señal que indica que pueden estar surgiendo problemas. Si pudiéramos intervenir antes de que realmente desarrollen diabetes, podríamos prevenir problemas de salud significativos, como enfermedad cardíaca, enfermedad renal crónica, daño a los nervios, pérdida de la visión y otros problemas, en un gran número de personas ».
Cuando una persona tiene demasiada grasa corporal, le indica a las células beta del páncreas que secreten más insulina. Cuando los niveles de insulina se elevan y permanecen altos, el cuerpo puede volverse resistente a la insulina y, finalmente, las células beta que secretan insulina pueden fallar, lo que lleva a la diabetes.
Estudiando muestras de tejido humano, Semenkovich, el profesor Irene E. y Michael M. Karl; el primer autor Guifang Dong, PhD, científico senior; Xiaochao Wei, PhD, profesor asociado de medicina; y otros investigadores de la Universidad de Washington encontraron que la sobreproducción de insulina involucra un proceso llamado palmitoilación. Este es el proceso por el cual las células unen el palmitato de ácidos grasos a las proteínas.
Se pueden unir miles de proteínas humanas al palmitato, pero los investigadores descubrieron que cuando este ácido graso no se elimina de las proteínas en las células beta, el resultado final es la diabetes. Al examinar muestras de tejido de personas delgadas o con sobrepeso, con y sin diabetes, los investigadores encontraron que las personas con diabetes tenían deficiencia de una enzima que elimina el palmitato de las células beta.
« Hipersecretan insulina porque este proceso sale mal, y no pueden regular adecuadamente la liberación de insulina de las células beta », explicó Semenkovich. « La regulación de la liberación de insulina está controlada en parte por este proceso de palmitoilación ».
Con sus colegas David W. Piston, PhD, el profesor Edward W. Mallinckrodt Jr. y jefe del Departamento de Biología y Fisiología Celular, Maria S. Remedi, PhD, profesora de medicina y de biología y fisiología celular, y Fumihiko Urano, MD, PhD, profesor de medicina y de patología e inmunología, el equipo de investigación también modificó genéticamente un ratón que tenía deficiencia de la enzima llamada APT1, una enzima responsable de la eliminación de palmitato de las proteínas. Los ratones modificados desarrollaron diabetes.
Debido a que la función deteriorada de APT1 contribuyó al riesgo de diabetes, los investigadores trabajaron con el Centro para el Descubrimiento de Fármacos de la universidad para evaluar e identificar compuestos que pueden aumentar la actividad de la enzima APT1.
« Hemos encontrado varias drogas candidatas y las estamos buscando », dijo Semenkovich. « Creemos que al aumentar la actividad de APT1, podríamos revertir este proceso y potencialmente evitar que las personas en riesgo progresen a la diabetes ».
Aunque dijo que los nuevos hallazgos que identifican a APT1 como un objetivo son un paso importante, Semenkovich explicó que APT1 es solo un objetivo de tratamiento entre muchos.
« Hay varias formas en que se puede desarrollar la diabetes tipo 2 », dijo. « Esta enzima no es la respuesta, pero es una respuesta, y parece que tenemos algunas herramientas prometedoras que podrían evitar que algunas personas con prediabetes desarrollen diabetes ».
Dong, G, Adak S, Spyropoulos G, Zhang Q, Feng C, Yin L, Speck SL, Shyr Z, Morikawa S, Ktamura RA, Kathayat RS, Dickinson BC, Ng XW, Piston DW, Urano F, Remedi MS, Wei X, Semenkovich CF. La palmitoilación une la hipersecreción de insulina con el fallo de las células beta en la diabetes. Metabolismo celular, 11 de enero de 2023.
El estudio fue financiado con el apoyo del Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales; el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre; y el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Números de concesión : DK020579, DK101392, DK056341, DK115972, DK123301, DK112921, F30 DK131830, T32 HL125241, HL157154 y GM119840. Financiamiento adicional proporcionado por la Iniciativa de Medicina Personalizada Centene de la Universidad de Washington, una subvención del Consejo de Becas de China, la Fundación de Diabetes Manpei Suzuki y las Becas de Investigación en el Extranjero de JSPS.