Boletín UNAM-DGCS-081
Ciudad Universitaria
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ESTUDIAN UNIVERSITARIOS
RELACIÓN DE
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El equipo,
encabezado por Alfonso León del Río, descubrió el mecanismo por el que esa
vitamina regula la transcripción de, al menos, 19 genes en células humanas
·
Esta
regulación genética funciona como un dispositivo que protege al cerebro en la
desnutrición o el ayuno prolongado
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Los investigadores
del IIBm analizan el probable vínculo de esta regulación con el origen
embrionario de trastornos cardiovasculares, de la hipertensión y de la diabetes
en la edad adulta
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El trabajo ha
sido publicado en revistas como Proceedings of the National Academy of
Sciences, Journal of Biological Chemistry, y Molecular Genetics and Metabolism
Integrantes del Instituto de Investigaciones
Biomédicas (IIBm) de
El equipo, encabezado por Alfonso León del
Río, doctor en Biología por
Es responsable de regular la expresión de,
al menos, 19 genes que codifican proteínas involucradas en el transporte y
utilización de biotina, aminoácidos, carbohidratos y grasas en células humanas.
Ahora, 10 años después de iniciada la
investigación, se sabe que esta vitamina es transformada dentro de las células
por una enzima denominada holocarboxilasa sintetasa, a su forma transcripcionalmente
activa, llamada adenilato de biotina o B-AMP, dijo el científico.
Este compuesto, añadió, activa una
cascada de transducción de señales, es decir, un sistema compuesto por varias
enzimas, donde el producto de la primera acciona a la segunda y así
sucesivamente, hasta que la señal llega al núcleo celular, donde comienza la
transcripción de los genes impulsados por aquella vitamina.
La biotina se encuentra en
concentraciones pequeñas en los alimentos y, en su mayoría, unida a otras
proteínas, lo que hace difícil que el cuerpo la utilice. Por ello, la
regulación transcripcional dependiente de la vitamina parecía un mecanismo
paradójico, pues al disminuirla de la dieta, las células responden apagando los
genes que necesitan para usarla.
Para explicar este fenómeno el
integrante del IIBm, Antonio Velázquez, estudió la regulación transcripcional
por biotina en ratas con deficiencia. Los experimentos demostraron que cuando
hay carencia de esa vitamina no se expresan los genes requeridos para su
utilización en hígado, riñón y músculos.
En el cerebro, en cambio, la expresión de
estos genes y la abundancia de las proteínas que codifican son normales. “Es
como si el cerebro fuera inmune a la deficiencia de biotina”, explicó Alfonso
León.
Cuando se dejan de producir las
proteínas involucradas en el uso de biotina, el músculo, hígado y riñón reducen
temporalmente el consumo de la vitamina; a ese fenómeno se le llama “altruismo
tisular”, pues la poca biotina circulante en el plasma queda disponible para el
cerebro.
Ese centro nervioso es como un Ferrari,
que requiere de gasolina de alto octanaje para correr pocos kilómetros; su
combustible es la glucosa y para utilizarla requiere de una enzima dependiente
de la biotina que, además, actúa indirectamente en la síntesis de
neurotransmisores, básicos para que ese órgano transmita señales de una neurona
a otra.
Por la importancia de los resultados, la
investigación de Alfonso León ha sido publicada en revistas como Proceedings of the National Academy of
Sciences, Journal of Biological
Chemistry, y Molecular Genetics and
Metabolism, además ha obtenido reconocimientos nacionales como los premios de investigación en medicina Dr. Jorge
Rosenkranz, el GEN de errores del metabolismo y el Silanes.
A partir del hallazgo del científico,
también distinguido con el Prix de Excellence de la provincia de Quebec, se han
podido explicar ciertas manifestaciones en algunos pacientes afectados por
enfermedades genéticas que les impiden utilizar biotina.
Quienes padecen deficiencia en
biotinidasa (uno en 60 mil nacimientos), enzima necesaria para reciclar a la
biotina dentro de la célula, presentan manifestaciones neurológicas severas,
como pérdida de audición, atrofia óptica, retraso mental o convulsiones.
Asimismo, los resultados permitieron
proponer modelos para analizar la relación entre la nutrición en el embarazo, y
el origen de enfermedades en la edad adulta. Esta relación fue descubierta por
estudios epidemiológicos realizados en Europa, que evidenciaron que personas
nacidas durante, o poco después de
Para explicar el fenómeno, se ha
propuesto la teoría que durante el desarrollo embrionario el organismo recibe
información sobre el estado nutricional de la madre, y esto le deja adaptar su
propio metabolismo.
Así, una mala nutrición o la deficiencia
de algunos de ellos provoca una reprogramación metabólica que crea resistencia
a la insulina y favorece el almacenamiento de grasas.
Cuando el individuo nace está adaptado
para enfrentar condiciones nutricionales adversas; no obstante, si cambia sus
hábitos a una alimentación rica en carbohidratos y grasas, ese mismo mecanismo,
que en condiciones de ayuno y malnutrición le salvaría la vida, le predisponen
a desarrollar el síndrome metabólico.
Se desconocen las señales que indican al
organismo esa reprogramación; “los niveles de azúcar e insulina son
trascendentes, pero no son los únicos; los resultados que indican que la
biotina altera la expresión genética, también sugieren su posible participación
en estos desórdenes”, explicó el galardonado con el premio doctoral de
Identificar esas indicaciones para
enfrentar una temporada de “vacas flacas”, permitiría intervenir en la
gestación temprana y suministrar a las madres complementos nutricionales para
evitar la reprogramación y prevenir, años después, el desarrollo de
enfermedades como el síndrome metabólico, señaló.
El laboratorio de De León se ha vuelto
centro de referencia de otros en Estados Unidos, Canadá y España, que envían
células de pacientes para confirmar diagnósticos y determinar, ya sea la
mutación genética responsable o el grado de afectación del paciente, finalizó.
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Foto 1
Foto 2.
El equipo
liderado por León del Río goza de reconocimiento a nivel internacional, por lo
que laboratorios de Estados Unidos, Canadá y España, envían muestras celulares de
pacientes para confirmar diagnósticos o grados de mutación genética.