Relación entre la dieta y el metabolismo con el riesgo de diabetes
Título del proyecto: Un nuevo mecanismo homeostático para el control metabólico
Institución: Duke University
Publicaciones del Proyecto Pathway: 1
Promovido a asociado de investigación sénior en 2017
Principales logros:
La asociación de los aminoácidos de cadena ramificada (AACR) y los metabolitos relacionados con las enfermedades metabólicas es una de las más sólidas que se han descrito para cualquier biomarcador. Sin embargo, no se han encontrado mecanismos que expliquen los vínculos entre los niveles elevados de AACR y la alteración de la homeostasis de los lípidos y la glucosa. Con el apoyo del premio Pathway, demostramos que la abundancia de AACR influye en la sensibilidad a la insulina del músculo esquelético de una manera que implica la alteración de la utilización de los ácidos grasos debido a mecanismos relacionados con el tráfico de nitrógeno del músculo esquelético.
También hemos descubierto un eje regulador en el hígado que integra la descomposición de los BCAA con la producción de glucosa y lípidos. Por lo tanto, nuestros hallazgos sugieren que los niveles elevados de BCAA no solo causan resistencia a la insulina en el músculo esquelético, sino que también informan sobre la actividad de un eje molecular que controla la homeostasis de la glucosa y los lípidos.
Hemos ampliado la comprensión del campo sobre el alcance de este nodo de señalización al demostrar que los componentes de este eje existen en múltiples ubicaciones celulares junto con proteínas clave involucradas en el metabolismo de los aminoácidos de cadena ramificada, así como en el manejo de la glucosa y los lípidos. También empleamos la bioinformática para identificar secuencias cortas de aminoácidos comunes o "motivos" que están presentes en las proteínas reguladas por este novedoso nodo de señalización. Es importante destacar que demostramos que las intervenciones terapéuticas dirigidas a este eje tienen un impacto sólido en el control de la glucosa y los niveles de grasa hepática en ratas resistentes a la insulina con obesidad severa. Estos hallazgos se describen en un manuscrito publicado en la revista Molecular Metabolism en 2016 y dos manuscritos adicionales que actualmente están bajo revisión por pares.
Declaración de impacto:
La diabetes tipo 2 es una enfermedad compleja que implica la alteración de los mecanismos de control normales de todos los macronutrientes principales. De hecho, ahora sabemos que la utilización alterada de proteínas (aminoácidos) y ácidos grasos, además del metabolismo de la glucosa, son características de la resistencia a la insulina y la diabetes y que cada una de ellas contribuye al desarrollo de complicaciones asociadas con esta enfermedad. El programa Pathway está apoyando actualmente mi trabajo para comprender un hallazgo original e imprevisto anteriormente de un nodo regulador molecular que integra el control del metabolismo de la glucosa, los lípidos y las proteínas. Aunque es necesario aprender mucho más, un resultado a largo plazo emocionante de este trabajo podría ser el desarrollo de enfoques específicos para mejorar las funciones metabólicas en todo el panorama nutricional en personas con diabetes tipo 2 a través de una única intervención. Es importante destacar que el apoyo proporcionado por el premio Pathway en términos de disposiciones financieras, tutoría especializada de los estimados miembros del grupo asesor de mentores e interacción con socios de la industria asegura que tengamos los recursos necesarios disponibles para aprovechar al máximo nuestro descubrimiento inicial.
Este premio llega en un momento crucial de mi desarrollo profesional, ya que me preparo para poner en marcha mi propio laboratorio independiente. En este sentido, el notable apoyo financiero que me ha proporcionado el Pathway Initiator Award me sirve como una base sólida sobre la que puedo empezar a construir mi grupo de investigación. Cabe destacar que las condiciones estipuladas por el premio han fortalecido mi capacidad para negociar un fuerte apoyo institucional que mejorará aún más las capacidades experimentales y los recursos disponibles para mi grupo mientras trabajamos para desarrollar nuevos enfoques para mejorar la esperanza de vida de las personas con diabetes.
