Investigadores del Laboratorio de Neuroendocrinología Molecular del Centro de Investigación Príncipe Felipe han publicado un estudio que relaciona los trastornos metabólicos y el deterioro cognitivo en el envejecimiento. El artículo se ha publicado en la revista Cerebral Cortex, y proporciona una explicación sobre la prevalencia de deterioro cognitivo en pacientes con desórdenes metabólicos, estableciendo un enlace directo entre la resistencia a insulina y el daño cerebral en la trasmisión sináptica.El trabajo respalda estudios epidemiológicos en los que, enfermedades como la obesidad, la hiperinsulemia o la diabetes incrementan el riesgo de desórdenes neurodegenerativos, tales como por ejemplo la enfermedad de Alzheimer. La clave de esta conexión estaría en una molécula llamada IRS-2. Los resultados del artículo muestran que la ausencia del sustrato del receptor de insulina o “IRS-2” en modelos animales impiden la denominada “potenciación a largo plazo”, un proceso celular que refleja la adquisición de memoria. En islotes de pacientes con diabetes tipo 2, la expresión de los niveles de IRS2 está reducida de forma significativa.
Los científicos han sido capaces de testar en modelos animales con diabetes, que muestran resistencia a insulina, las consecuencias de la ausencia de la molécula IRS-2 y su relación en el proceso neuronal que da lugar a la memoria. Como apunta Deborah Burks, investigadora principal del Laboratorio de Neuroendocrinología del CIPF y del CIBER de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM) “hemos demostrado que la ausencia de la molécula IRS-2 impide la respuesta de las neuronas a estímulos que deben generar memoria”. Este proceso celular de adquisición de memoria tiene lugar en el hipocampo, una zona específica del cerebro destinada al aprendizaje y la memoria.
Así pues, la ausencia de IRS-2 en modelos animales causa resistencia a insulina, un parámetro característico de la diabetes tipo 2, que además va aumentando con el envejecimiento. Según añade Burks, “lo que demuestra el artículo es que la ausencia de IRS-2 también induce resistencia a insulina en el cerebro, de manera que esta resistencia en el hipocampo, la zona responsable para las funciones de la memoria y el aprendizaje.
Una molécula trascendental en el estudio de la diabetes
Los investigadores del laboratorio de Neuroendocrinología Molecular del CIPF han concentrado gran parte de su trabajo en el estudio de la molécula “IRS-2”. Estos científicos descubrieron en estudios anteriores, que el papel de IRS-2 es fundamental para la proliferación y supervivencia de las células beta.
Por los resultados de este articulo, los investigadores proponen que un aumento en la expresión y/o la función de la molécula IRS-2 sería una diana muy atractiva en el tratamiento de diabetes y la prevención del deterioro de las funciones cognitivas.
Como subraya Burks, “lo más destacado del artículo es que hemos confirmado que la resistencia a insulina es un componente relevante en la disfunción del cerebro, y que por tanto la molécula IRS-2 refleja un nexo entre los tejidos periféricos como gasa e hígado.
Dado que la expresión de IRS2 disminuye tanto en diabetes tipo 2 como en enfermedades como el Alzheimer, estos datos podrían establecer una asociación para la prevalencia del deterioro cognitivo en humanos con desórdenes metabólicos, proporcionando un enlace entre la resistencia a insulina y el deterioro de la transmisión sináptica.
En el estudio han participado también investigadores de otras instituciones nacionales e internacionales como el Howard Hughes Medical Institute, a través del departamento de Neuroendocrinología del Hospital Infantil de la Universidad de Harvard; el Laboratorio de Neurofisiología y Plasticidad Sináptica del Parque Científico y Tecnológico de Albacete, el Instituto de Investigación de Discapacidades Neurológicas de la Universidad de Castilla-La Mancha (IDINE), los centros en red CIBER de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM), y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Investigación científica en diabetes en el CIPF
La diabetes es una patología motivada por la baja producción de insulina, sustancia secretada por las llamadas “células beta” del páncreas; o por su efecto fisiológico inadecuado en el organismo. Dentro de la enfermedad podemos distinguir varios tipos, entre los que se encuentran la diabetes tipo 1, diabetes juvenil o diabetes dependiente de insulina, que afecta exclusivamente a las células beta pancreáticas, y que está motivada por la pérdida de estas células esenciales para producir y secretar insulina, como consecuencia de un ataque del sistema inmune.
Otro tipo es la diabetes tipo 2, enfermedad por la que el organismo desarrolla resistencia a la insulina, de forma que esta hormona deja de desarrollar sus funciones fisiológicas. Este tipo de diabetes se ha relacionado normalmente con el envejecimiento y la obesidad. Asimismo, diversos estudios han confirmado que en este tipo de diabetes también tiene un papel fundamental la pérdida de células beta pancreáticas.
Como apunta la investigadora Deborah Burks, “lo que está claro es que en ambos tipos de diabetes, el denominador común es la insuficiencia de células beta pancreáticas, por lo que nuestros estudios convergen en tratar de solucionar este problema para abordar las distintas variantes de la enfermedad”.
De esta forma, el propósito principal de los estudios sobre diabetes es intentar regenerar o prevenir las anomalías en la función del páncreas, y para ello es necesario comprender mejor los mecanismos moleculares que rigen la proliferación de las células de este órgano, las llamadas “células beta pancreáticas” y su supervivencia. “Aquí está la clave, ya que la pérdida de estas células ocasiona un déficit de insulina y un desequilibrio entre el suministro de esta sustancia y la demanda metabólica del organismo que provoca la diabetes”, señala la doctora Burks.
El trabajo del CIPF se centra en una serie de estrategias cuyos potenciales resultados beneficiarían tanto a los enfermos de diabetes tipo 1 como a los pacientes de diabetes tipo 2. La hipótesis de trabajo de este laboratorio parte de un mejor entendimiento de los mecanismos básicos para poder aplicar después la llamada terapia celular, que persigue la regeneración de órganos y tejidos dañados mediante la restauración de la pérdida o el daño de células del organismo. Éste es el objetivo principal de la denominada medicina regenerativa, y con esta finalidad, el laboratorio de la Dra. Deborah Burks desarrolla tres principales líneas de investigación centradas en la diabetes.
El Laboratorio de Neuroendocrinología Molecular del CIPF: líneas principales de investigación
Una línea de investigación del CIPF en diabetes tiene como objetivo la creación de células productoras de insulina. Para ello, los científicos utilizan como material células madre (capaces de diferenciarse hacia cualquier tipo celular del cuerpo humano), y sobre ellas aplican técnicas de diferenciación hacia el tipo celular deseado. En este caso, el propósito es convertirlas en células pancreáticas. A pesar de los avances conseguidos, todavía queda un largo camino para lograr en el laboratorio este tipo de células con total seguridad en el procedimiento y en los resultados, y encontrar la forma de emplearlas en terapia celular.
Otra línea de investigación apunta hacia la búsqueda de otras vías de regeneración del páncreas de forma endógena, es decir, mediante mecanismos que ayuden al organismo a encontrar fármacos o sustancias capaces de proteger la masa de células beta existentes, para evitar su pérdida.
Como aclara la doctora Burks, “nuestras tres líneas de investigación están hoy en día en la fase de procedimientos experimentales que todavía no se han trasladado a la clínica, ya que para ello será necesario investigar más y superar así los problemas de seguridad para el uso de células y sustancias”.
Los investigadores de este laboratorio concentran su trabajo en la molécula “IRS2”, fundamental para la proliferación y supervivencia de las células beta. Los científicos defienden como hipótesis que aumentando o estimulando la función de esta molécula en el páncreas de personas afectadas con diabetes, se podría no sólo salvar las células beta, sino también producir más. Tanto la proliferación como la supervivencia de las células beta es crucial para los mecanismos compensatorios que previenen o retrasan el desarrollo de la diabetes.
