El descubrimiento de ADN destaca cómo mantenemos niveles saludables de azúcar en la sangre después de las comidas

Los hallazgos, publicados hoy en Genética de la Naturalezapodría ayudar a informar futuros tratamientos de la diabetes tipo 2, que afecta a alrededor de 4 millones de personas en el Reino Unido y a más de 460 millones de personas en todo el mundo.

Varios factores contribuyen a un mayor riesgo de diabetes tipo 2, como la edad avanzada, el sobrepeso o la obesidad, la inactividad física y la predisposición genética. Si no se trata, la diabetes tipo 2 puede provocar complicaciones, incluidos problemas en los ojos y los pies, daño a los nervios y un mayor riesgo de ataque cardíaco y accidente cerebrovascular.

Un actor clave en el desarrollo de la afección es la insulina, una hormona que regula los niveles de azúcar en la sangre (glucosa). Las personas que tienen diabetes tipo 2 no pueden regular correctamente sus niveles de glucosa, ya sea porque no secretan suficiente insulina cuando los niveles de glucosa aumentan, por ejemplo, después de comer, o porque sus células son menos sensibles a la insulina, un fenómeno conocido como ‘resistencia a la insulina’.

La mayoría de los estudios hasta la fecha sobre la resistencia a la insulina se han centrado en el estado de ayuno, es decir, varias horas después de una comida, cuando la insulina actúa principalmente sobre el hígado. Pero pasamos la mayor parte de nuestro tiempo en el estado de alimentación, cuando la insulina actúa sobre nuestros músculos y tejidos grasos.

Se cree que los mecanismos moleculares subyacentes a la resistencia a la insulina después del llamado «desafío de glucosa» (una bebida azucarada o una comida, por ejemplo) juegan un papel clave en el desarrollo de la diabetes tipo 2. Sin embargo, estos mecanismos son poco conocidos.

El profesor Sir Stephen O’Rahilly, codirector del Instituto de Ciencias Metabólicas Wellcome-MRC de la Universidad de Cambridge, dijo: «Sabemos que hay algunas personas con trastornos genéticos raros específicos en quienes la insulina funciona con total normalidad en ayunas. donde actúa principalmente sobre el hígado, pero muy poco después de una comida, cuando actúa principalmente sobre los músculos y la grasa. Lo que no ha quedado claro es si este tipo de problema ocurre con mayor frecuencia en la población en general y si es relevante para el riesgo de contraer diabetes tipo 2».

Para examinar estos mecanismos, un equipo internacional de científicos utilizó datos genéticos de 28 estudios, que incluyeron a más de 55 000 participantes (ninguno de los cuales tenía diabetes tipo 2), para buscar variantes genéticas clave que influyeran en los niveles de insulina medidos dos horas después de una bebida azucarada.

El equipo identificó 10 nuevos loci (regiones del genoma) asociados con la resistencia a la insulina después de la bebida azucarada. Ocho de estas regiones también se compartieron con un mayor riesgo de diabetes tipo 2, lo que destaca su importancia.

Uno de estos loci recién identificados estaba ubicado dentro del gen que codifica GLUT4, la proteína crítica responsable de llevar la glucosa de la sangre a las células después de comer. Este locus se asoció con una cantidad reducida de GLUT4 en el tejido muscular.

Para buscar genes adicionales que puedan desempeñar un papel en la regulación de la glucosa, los investigadores recurrieron a líneas celulares extraídas de ratones para estudiar genes específicos en y alrededor de estos loci. Esto condujo al descubrimiento de 14 genes que desempeñaron un papel importante en el tráfico de GLUT 4 y la captación de glucosa, nueve de los cuales nunca antes se habían relacionado con la regulación de la insulina.

Otros experimentos mostraron que estos genes influyeron en la cantidad de GLUT4 que se encontró en la superficie de las células, probablemente al alterar la capacidad de la proteína para moverse desde el interior de la célula hasta su superficie. Cuanto menos GLUT4 llegue a la superficie de la célula, menor será la capacidad de la célula para eliminar la glucosa de la sangre.

La Dra. Alice Williamson, quien llevó a cabo el trabajo cuando era estudiante de doctorado en el Instituto de Ciencias Metabólicas Wellcome-MRC, dijo: «Lo emocionante de esto es que muestra cómo podemos pasar de estudios genéticos a gran escala a comprender los mecanismos fundamentales de cómo nuestro funcionan los cuerpos y, en particular, cómo, cuando estos mecanismos fallan, pueden conducir a enfermedades comunes como la diabetes tipo 2”.

Dado que los problemas para regular la glucosa en sangre después de una comida pueden ser una señal temprana de un mayor riesgo de diabetes tipo 2, los investigadores tienen la esperanza de que el descubrimiento de los mecanismos involucrados pueda conducir a nuevos tratamientos en el futuro.

La profesora Claudia Langenberg, directora del Precision Healthcare University Research Institute (PHURI) en la Universidad Queen Mary de Londres y profesora de Medicina Computacional en el Instituto de Salud de Berlín, Alemania, dijo: «Nuestros hallazgos abren una nueva vía potencial para el desarrollo de tratamientos para detener el desarrollo de la diabetes tipo 2. También muestra cómo los estudios genéticos de las pruebas de desafío dinámico pueden proporcionar información importante que de otro modo permanecería oculta”.

La investigación fue apoyada por Wellcome, el Consejo de Investigación Médica y el Instituto Nacional de Investigación en Salud y Atención.

Referencia
Williamson, A et al. El estudio de asociación de todo el genoma y la caracterización funcional identifican genes candidatos para la captación de glucosa estimulada por insulina. NatGen; 8 de junio de 2023; DOI: 10.1038/s41588-023-01408-9

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