- Miguel Sánchez-Álvarez ha contribuido a una investigación publicada en Nature Communications donde se describen nuevos mecanismos que posibilitan la expansión segura de los adipocitos para almacenar grasa, evitando su rotura
- Este descubrimiento ayuda a entender por qué ciertas patologías se asocian al mismo tiempo con un exceso de grasa y con enfermedades en las que hay un defecto en la capacidad de expansión de los adipocitos, como las lipodistrofias, lo que abre las puertas a posibles tratamientos
Miguel Sánchez-Álvarez jefe del grupo Compartimentación Celular, Homeostasis e Inflamación en el Instituto de Investigaciones Biomédicas Sols-Morreale (IIBM) CSIC-UAM ha contribuido en una publicación reciente en Nature Communications con relevancia en el área de metabolismo. En este artículo se describe un mecanismo esencial para que los adipocitos, las células que almacenan grasa en el tejido adiposo, puedan expandirse sin romperse, protegiendo al organismo de la liberación de moléculas tóxicas a los tejidos circundantes. Este descubrimiento facilita el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para enfermedades relacionadas con la incapacidad de acumular grasas de forma segura, incluidas las alteraciones metabólicas asociadas con la obesidad.
La sociedad actual se caracteriza por un déficit de actividad física y por un consumo excesivo de alimentos ricos en calorías. Este exceso de energía da lugar a personas con sobrepeso e incluso con obesidad, lo que lleva consigo el riesgo de padecer otras enfermedades más serias, como son las enfermedades cardiovasculares, como la aterosclerosis o metabólicas, como la diabetes tipo 2. El exceso de energía se acumula en los adipocitos en forma de lípidos (comúnmente llamado grasa) y por tanto estas células y el tejido adiposo juegan un papel crucial en la salud metabólica. Los adipocitos tienen la capacidad de expandirse enormemente para almacenar la energía sobrante en forma de grasa, evitando que esta grasa se acumule en órganos como el hígado o las paredes de los vasos sanguíneos (especialmente los del corazón y cerebro), donde podría causar daños irreversibles.
Sin embargo, este proceso no está exento de riesgos: una sobrecarga de grasa puede provocar la ruptura de los adipocitos, liberando su contenido tóxico y generando inflamación y alteraciones metabólicas. Curiosamente, distintos síndromes en los que el tejido adiposo tiene una extensión y/o función limitadas, como las lipodistrofias, presentan a menudo alteraciones metabólicas similares, lo que resalta que para que los adipocitos funcionen de forma correcta dentro del tejido adiposo necesitan expandirse físicamente.
Este trabajo coordinado desde el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) se centró en entender cómo los adipocitos se adaptan físicamente para soportar las tensiones mecánicas derivadas de su expansión, posibilitando la acumulación segura de grasa. Los investigadores analizaron el papel de las caveolas, unas pequeñas invaginaciones en la membrana celular que actúan como sensores y amortiguadores de estas tensiones. “Cuando el adipocito acumula grasa y su superficie se somete a mayor tensión, las caveolas se aplanan, liberando un “reservorio” de membrana que permite que la célula se expanda sin romperse. Por contra, cuando las reservas de grasa disminuyen, estas estructuras se reagrupan para reducir el exceso de membrana y restaurar la estabilidad celular”, explican los autores del trabajo.
Caveolas: más que un soporte estructural
Las caveolas protegen a los adipocitos y además coordinan el metabolismo de estas células, enviando señales a otros lugares de la célula para ajustar la actividad metabólica al nivel de las reservas energéticas. Cuando estas estructuras faltan o no funcionan correctamente, los adipocitos se vuelven más rígidos, menos eficientes en la acumulación de energía, y por tanto vulnerables a rupturas. Como resultado, se genera inflamación y se compromete la salud metabólica del organismo.
Una proteína de las caveolas denominada Caveolina-1 (Cav1) juega un papel esencial en el proceso de reorganización de las caveolas y para ello esta proteína debe ser fosforilada. Los investigadores desarrollaron un ratón transgénico que expresaba una forma modificada de Cav1 que es incapaz de fosforilarse y descubrieron que sus adipocitos no tenían la misma capacidad de expandirse ante un exceso de grasa que los ratones normales.
Todos estos resultados llevan a comprender mejor como responden las células adiposas a las fuerzas mecánicas asociadas a un exceso de energía. En las personas que padecen obesidad este mecanismo de protección es clave para minimizar los daños en el organismo.
Este estudio, cuya primera autora es la Dra. María Aboy-Pardal, ha sido liderado por el profesor Miguel Ángel del Pozo del CNIC, con la contribución de otras instituciones del CSIC, como el IIBM, el Instituto de Ciencias Materiales de Madrid (ICMM), el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB), así como el Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CIMUS) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).
Aboy-Pardal MCM, Guadamillas MC, Guerrero CR, Català-Montoro M, Toledano-Donado M, Terrés-Domínguez S, Pavón DM, Jiménez-Jiménez V, Jiménez-Carretero D, Zamai M, Folgueira C, Cerezo A, Lolo FN, Nogueiras R, Sabio G, Sánchez-Álvarez M, Echarri A, García R, Del Pozo MA. Plasma membrane remodeling determines adipocyte expansion and mechanical adaptability. Nat Commun. Acepeted Nov 5 2024. In press. doi: 10.1038/s41467-024-54224-y
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