La célula grasa recién descubierta utiliza un enfoque diferente para calentar el cuerpo

W.la grasa blanca almacena lípidos, La grasa parda genera calor. que calienta el cuerpo, y la grasa beige existe en algún punto intermedio.¹ Sin embargo, los científicos saben poco más sobre en qué se diferencian entre sí esta trinidad de células adiposas. Publicando en Metabolismo celularinvestigadores identificó 10 tipos diferentes de células grasas con la ayuda de la secuenciación de ARN unicelular.² Una de ellas, una célula grasa de color beige recientemente descubierta, utiliza un método inusual para generar calor. Su expresión se correlacionó con un menor peso en las personas, lo que sugiere que puede ayudar a prevenir la obesidad en algunas personas.

Para explorar cómo los adipocitos marrones y beige generan calor, los investigadores comenzaron estudiando las células individualmente. “La secuenciación unicelular ha sido el tema de conversación de la ciudad”, dijo Umesh Wankhadebiólogo de tejido adiposo de la Universidad de Arkansas que no participó en el trabajo. El método permite a los científicos distinguir las diferencias entre las células dentro de una población, explicó. En el pasado, los investigadores utilizaban la secuenciación masiva de ARN, lo que ofrecía una visión generalizada de las funciones de las células adiposas. Esta simplificación excesiva generó discrepancias en la literatura. Por ejemplo, estudios contradictorios sugirieron que beige o marrón Las grasas eran los generadores predominantes de calor en el cuello humano.^3,4

Además, los datos de secuenciación masiva llevaron a los científicos a concluir que grasa marrón y beige las células expresan la proteína desacopladora 1 (ucp1), que codifica la proteína UCP1 que detiene la producción de trifosfato de adenosina (ATP) dentro de las mitocondrias, provocando la energía para disiparse como calor en cambio.^5,6 Sin embargo, los científicos reconocen cada vez más que algunos adipocitos marrones y beige no expresan UCP1. “Deberíamos buscar otras formas de modular el gasto energético”, afirmó. cristian wolfrumbiólogo molecular de ETH Zürich y coautor del estudio.

Cuando Wolfrum y su equipo utilizaron la secuenciación de ARN unicelular en células grasas de ratón, descubrieron que los adipocitos se presentaban en 10 variedades. Estos hallazgos amplían el esquema de clasificación limitado del blanco, el beige y el marrón. “Hay varios sabores con diferentes funciones que, en conjunto, determinan la funcionalidad de un tejido”, dijo Wolfrum.

Las temperaturas frías inducen una acumulación de células marrones y beige productoras de calor, por lo que Wolfrum y su equipo alojaron ratones a 8°C durante una semana y compararon sus perfiles de adipocitos con los de ratones alojados a temperatura ambiente. Dos subpoblaciones de células grasas de color beige surgieron después de la exposición al frío. Sin embargo, tras un examen más detenido, los investigadores notaron que una de estas subpoblaciones expresaba numerosos genes implicados en la síntesis de ATP, lo que sugiere que UCP1 no había cerrado estas fábricas de energía. Cuando el equipo midió ucp1 expresión, confirmaron que la mayor parte de la subpoblación de células beige carecía de esta proteína. “Este hallazgo desafía la creencia arraigada de que la UCP1 es necesaria para la termogénesis”, dijo Wankhade. Otro mecanismo debe ajustar el termostato.

El equipo de Wolfrum planteó la hipótesis de que las células grasas de color beige que carecen de UCP1 utilizan ciclos inútiles, reacciones bioquímicas que sintetizan moléculas, como los lípidos, y las descomponen nuevamente, sin generar ganancias en la inversión.⁷ Descubrieron una mayor expresión de genes relacionados con ciclos inútiles, pero demostrar que estas reacciones en bucle estaban activas resultó un desafío. Lo ideal sería rastrear las moléculas de ATP que entran en el ciclo, pero Wolfram señaló: “Esto es imposible. No existe ningún paradigma experimental que demuestre que la ATP va allí”. En cambio, midieron la tasa de respiración de las células siguiendo el consumo de oxígeno. Los ciclos inútiles descomponen el ATP, lo que requiere una mayor respiración para reponer las moléculas de energía. Cuando trataron las células que carecían de UCP1 con medicamentos que inhiben los ciclos inútiles, las células consumieron menos oxígeno y respiraron menos, lo que indica que era necesario reemplazar menos moléculas de ATP.

Estos circuitos bioquímicos tienen dos propósitos: generar calor y consumir las reservas de ATP, aunque Wolfrum no está seguro de cuál es la función principal; O evolucionaron para calentar el cuerpo o se adaptaron para restringir la cantidad de ATP disponible, generando calor sólo como subproducto.

Para confirmar que estas células grasas de color beige utilizan ciclos inútiles para mantener calientes a los ratones, Wolfram y su equipo generaron ratones mutantes que carecían de este tipo de célula recientemente identificado. Los ratones diseñados no pudieron regular su temperatura corporal durante las primeras ocho horas después de la exposición al frío, después de lo cual las células grasas que usan UCP1 tomaron el control, cerrando las mitocondrias y aumentando el calor.

Para descubrir si los humanos poseen estas células libres de UCP1, el equipo utilizó la secuenciación de ARN unicelular en tejido del cuello recolectado de 15 voluntarios sanos. Descubrieron ocho subpoblaciones de células grasas, incluida una variedad beige que puede funcionar de manera similar mediante ciclos inútiles. Los individuos con una mayor proporción de estas células generalmente tenían niveles más bajos de azúcar en sangre en ayunas, menor peso y niveles más altos de la hormona leptina, que reduce el apetito, lo que sugiere que este tipo de células podría proteger contra la diabetes o prevenir la obesidad. Sin embargo, se necesita investigación adicional para explorar la causalidad.

Wankhade sugirió que algún día los científicos podrían considerar la administración de estas células para contrarrestar el aumento de peso. “Pero antes de eso, ante todo, debemos asegurarnos de que esta población en particular pueda trabajar fuera del cuerpo cuando no tenga su entorno natural”. Explicó que estas células sólo pueden manifestarse en presencia de otros tipos de células. “Necesitamos realizar más ensayos funcionales para comprender mejor estas células”, dijo.

Para empezar, Wolfrum quiere determinar si estos 10 tipos de adipocitos de ratón representan estados intercambiables, que van y vienen, o linajes distintos que se comprometen a una función de por vida. Utilizando enfoques unicelulares, los biólogos del futuro podrán seguir descifrando detalles sobre la vida dinámica de estas células grasas.