Científicos del Laboratorio de Biología del CECs publican un completo estudio que demuestra la importancia de la correcta interpretación de las modificaciones que el ambiente genera sobre nuestro ADN para llevar a cabo un adecuado balance del peso corporal y prevenir la obesidad.

Para acercarnos a comprender la relación entre nuestro ADN y cuánto comemos necesitamos conocer qué células son importantes en la regulación de la homeostasis energética. Resulta interesante constatar que nuestro cerebro posee neuronas encargadas de regular cuánto comemos, al punto que su activación artificial de éstas empuja a alimentarnos más allá de la saciedad.

Estas neuronas que nos conducen a ingerir alimento son conocidas como neuronas AgRP. Asimismo, existen neuronas encargadas de limitar la cantidad de comida que ingerimos, las que son conocidas como neuronas POMC. El balance entre la actividad y funcionalidad de estas poblaciones de neuronas permiten el correcto balance energético y, por el contrario, sus alteraciones llevan a patologías como la obesidad. Estas neuronas se localizan en el hipotálamo, una región del cerebro localizada en la base de éste, brindándole acceso a las señales periféricas que se encuentran circulando en nuestra sangre. Nuestro tejido adiposo produce y secreta una hormona, la leptina. Esta hormona es capaz de regular la actividad de las neuronas AgRP y POMC de manera inversa. Así la leptina, como señal de que existen reservas energéticas, apaga las neuronas AgRP y enciende las neuronas POMC con el efecto de disminuir la cantidad de comida que ingerimos y de incrementar la energía que gastamos (Ver Figura 1).

Ahora ¿de qué manera se relaciona nuestro ADN con nuestras ganas de comer? El ADN contiene la información necesaria para construir las proteínas que forman nuestras células, pero además contiene la información para que nuestros genes respondan ante los cambios del ambiente. Para comprender la función del ADN sobre las ganas de comer, en el reciente trabajo de Bredford Kerr y el estudiante de doctorado Rodrigo Torres pubicaron en Experimental Physiology, se utilizaron ratones que carecen de una proteína llamada MeCP2. Esta proteina es capaz de unirse al ADN metilado.

La metilación del ADN es una señal química en el ADN capaz de alterar la interpretación de la información sin modificar su secuencia. Si las bases del código genético fueran las letras del abecedario que van formando palabras, estas modificaciones químicas serían las tildes que pueden alterar el sentido del mensaje. "De aquí su importancia -señala Rodrigo Torres- ya que debemos ser capaces de responder ante cambios ambientales a pesar de que nuestra información genética se mantiene constante en el tiempo. Lo que ocurre es un cambio en la forma de interpretar la información, favoreciendo la expresión de algunos genes y disminuyendo la expresión de otros. Así, en relación a la homeostasis energética pudimos observar que los ratones silvestres responden a la leptina como se espera, aumentando los niveles de POMC y disminuyendo la cantidad de comida ingerida. Sin embargo los animales carentes de MeCP2 son incapaces de responder a la leptina en ambos niveles, destacando el rol de MeCP2 en la regulación de POMC". (Ver Figura 1)

Fig 1: Una inmuno-fluorescencia en neuronas del hipotálamo. Se observa en rojo expresión de MeCP2 y en verde se marca una neurona POMC. Se puede notar como una neurona positiva para POMC expresa la proteína MeCP2 y a su izquierda se observan dos neuronas que no expresan POMC, probablemente corresponden a neuronas que expresan AgRP.

Por su parte, Bredford Kerr agrega que "Esta incapacidad de responder frente a la leptina tiene el efecto fisiológico de hacer que los animales carentes de MeCP2 tengan incrementado su peso corporal, ya que su cerebro nunca se entera de las reservas energéticas existentes".

El ADN contiene información, esto es conocido desde hace mucho, pero sólo recientemente se ha comenzado a comprender que las modificaciones del ADN permiten que la información se interprete de manera diferente dependiendo del contexto, y que cuando una célula es incapaz de modificar la interpretación se presentan efectos fisiológicos, como la obesidad que observamos en los ratones carentes de MeCP2. Así cabe preguntarse, que cambios ocurren cuando nos ejercitamos, o cuando llevamos una dieta rica en grasas. Ambos ejemplos conducen a cambios fisiológicos y su origen puede centrarse en las modificaciones del ADN.

"Las modificaciones del ADN, como la metilación, han demostrado contener información en sí mismas, participando de procesos como la memoria y el aprendizaje. El hecho que MeCP2 participe de la homeostasis energética abre la posibilidad de que estas marcas sean modificadas por el estado energético, permitiendo a nuestro cuerpo adaptarse", agrega Rodrigo Torres.

Según la Organización Mundial de la Salud, actualmente la mitad de la población mundial es obesa o presenta sobrepeso, por lo que comprender cómo se relaciona la información contenida en nuestro ADN con cómo gastamos energía permite brindar información clave para combatir esta pandemia.

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Referencia: 

Torres-Andrade, R., Moldenhauer, R., Gutierrez-Bertín, N., Soto-Covasich, J., Mancilla-Medina, C., Ehrenfeld, C. and Kerr, B. (2014), The increase in body weight induced by lack of methyl CpG binding protein-2 is associated with altered leptin signalling in the hypothalamus. Experimental Physiology, 99: 1229–1240. doi: 10.1113/expphysiol.2014.079798