Un grupo de investigadores ha identificado el neuropéptido F derivado del intestino medio como un regulador clave del metabolismo del azúcar y los lípidos en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster. Sus acciones hormonales están mediadas por hormonas similares al glucagón y similares a la insulina, de una manera similar a las incretinas en los mamíferos. Una mayor elucidación de estas funciones metabólicas y sus mecanismos genéticos subyacentes podría impulsar la investigación sobre los padecimientos que están relacionados con la alteración de las incretinas, como la obesidad y la diabetes tipo 2.
¿Qué son las incretinas?
Las incretinas son hormonas secretadas por las células intestinales que regulan la insulina pancreática y el glucagón para controlar el metabolismo del azúcar en los mamíferos. Aunque se han identificado contrapartes de la insulina y el glucagón en invertebrados, no se ha identificado ninguna hormona equivalente a la incretina. Ahora, investigadores de la Universidad de Tsukuba demostraron que el neuropéptido F (NPF), una hormona producida por el intestino medio, desempeña este papel complejo en la mosca de la fruta.
Los procesos de la vida están orquestados por diversos sistemas neuroendocrinos de retroalimentación que conservan similitudes fundamentales en todo el reino animal. En respuesta a los azúcares de la dieta, las incretinas del intestino de los mamíferos estimulan las células pancreáticas para que produzcan insulina y supriman su hormona contra reguladora, el glucagón. Juntos, afinan de forma antagónica los niveles de azúcar: la insulina elimina los carbohidratos circulantes y fomenta el almacenamiento de grasa, mientras que el glucagón desempeña un papel modulador.
El NPF en la mosca de la fruta
Habiendo descubierto anteriormente la función reproductiva del NPF en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, el equipo de investigación se preguntó sobre su papel en otros procesos biológicos, particularmente en la homeostasis de la energía.
Su estrategia de investigación incluyó ingeniería genética avanzada para generar moscas mutantes de cepas genéticamente modificadas específicas (en las que la expresión genética ha sido inactivada o eliminada) y cepas con adiciones genéticas (en las que se ha creado una sustitución uno a uno de una secuencia genética en una ubicación en particular). Se utilizaron técnicas de laboratorio de vanguardia para revelar las vías de comunicación genéticas y moleculares y los mecanismos celulares subyacentes.
Los hallazgos
Los investigadores pudieron demostrar que el NPF es secretado por las células endocrinas intestinales en respuesta al azúcar de la dieta. Envía señales al receptor NPF en el cuerpo cardiaco, un órgano similar a una glándula en los insectos, y estimula las células productoras de insulina en el cerebro del insecto para suprimir la hormona similar al glucagón, mientras mejora la producción de péptidos similares a la insulina. Esto aumenta el nivel de glucosa en la hemolinfa (el líquido circulatorio en la cavidad corporal del insecto) y fomenta la acumulación de lípidos en la grasa corporal.
“Nuestras investigaciones mostraron que la pérdida de NPF del intestino medio o la transmisión trastornada de señales del NPF/NPFR en la mosca de la fruta, producía trastornos metabólicos similares a la pérdida de incretinas en los mamíferos, como lipodistrofia (pérdida de grasa saludable), hipoglucemia e hiperfagia (sobrealimentación)”, dijo el profesor Ryusuke Niwa, autor principal del estudio. “De manera considerable, aunque el cerebro también produce NPF, demostramos que el NPF derivado del cerebro carece de esta función y que el NPF de la Drosophila es estructuralmente distinto a las incretinas de los mamíferos. No obstante, se necesitan más investigaciones para analizar el papel del NPF en otros tejidos objetivo potenciales”.
Este estudio destaca las similitudes subyacentes de los procesos metabólicos dependientes del azúcar entre insectos y mamíferos. Una mejor comprensión del papel funcional de las incretinas podría ayudar a diseñar estrategias terapéuticas para los trastornos médicos asociados con su mal funcionamiento, como la obesidad y la diabetes tipo 2.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210818130530.htm
Fecha: 18 de agosto de 2021
Fuente: Universidad de Tsukuba
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Tsukuba. Nota: El contenido podría haber sido editado en estilo y extensión.
Referencia de la publicación:
Yuto Yoshinari, Hina Kosakamoto, Takumi Kamiyama, Ryo Hoshino, Rena Matsuoka, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto, Akira Nakamura, Fumiaki Obata, Ryusuke Niwa. The sugar-responsive enteroendocrine neuropeptide F regulates lipid metabolism through glucagon-like and insulin-like hormones in Drosophila melanogaster. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-25146-w
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