El estudio revela el papel de Opsin 3 en el control del apetito del ratón

Los científicos descubrieron hace años que el hipotálamo, que ayuda a manejar la temperatura corporal, el hambre, el sexo, el sueño y más, incluye neuronas que expresan la proteína opsina 3 (OPN3). Mucho menos claro, sin embargo, fue lo que esta proteína de detección de la luz hace lo más profundo del cerebro.

A estudiar publicado en PNAS sugiere que OPN3 juega un papel importante en la regulación del consumo de alimentos.

«Nuestros resultados descubren un mecanismo por el cual el receptor de opsina no visual OPN3 modula la ingesta de alimentos a través del receptor de melanocortina 4 MC4R, que es crucial para regular el equilibrio energético y el comportamiento de alimentación», dijo Elena Oancea, profesora de ciencias médicas que está afiliada a la Carney Instituto de Ciencias del Cerebro en la Universidad de Brown. «Este hallazgo es interesante porque las mutaciones de pérdida de función en MC4R son una causa genética conocida de obesidad en los humanos».

El estudio fue dirigido por Hala Haddad, quien realizó la investigación mientras era Ph.D. Estudiante y luego investigación postdoctoral asociada en Brown, con los autores superiores Oancea y Richard Lang, director del Grupo de Sistemas Visuales de Cincinnati Children’s.

El equipo de investigación informó que OPN3 funciona junto con MC4R y el canal de potasio KIR7.1 para regular ciertas señales de células, así como el disparo neuronal en un área clave que controla el equilibrio energético. En particular, cuando los ratones fueron diseñados para carecer de OPN3 en esta parte del hipotálamo, comieron significativamente menos y eran menos activos que los ratones de control.

«Estamos muy emocionados de tener, por primera vez, un mecanismo celular de lo que Opn3 está haciendo en el cerebro», dijo Oancea.

Opsin 3 ha sido el foco de investigación en el laboratorio de Oancea durante casi una década, y el equipo ha descubierto que está presente en los melanocitos, donde funciona pigmentacióny ha desarrollado un modelo de ratón para identificar las regiones cerebrales específicas donde se expresa esta proteína. Los investigadores en el laboratorio de Lang también han estado estudiando OPN3 en el tejido grasa y en el cerebro, principalmente utilizando herramientas de genética del ratón. Los dos equipos de investigación comenzaron a colaborar alrededor de 2020.

Si bien sus hallazgos agregan una visión importante de la función de OPN3, los investigadores dijeron que se necesita más estudio para abordar si el mecanismo también funciona de manera similar en el cerebro humano.

«Si bien identificamos el mecanismo y la función de OPN3 en esta región del hipotálamo, cómo funciona este receptor en otras áreas del cerebro sigue siendo difícil de alcanzar», dijo Oancea. «Debe haber un paradigma común para la función OPN3 en diferentes áreas, y todavía estamos buscando eso».

Además, «el análisis actual no resuelve la cuestión de si OPN3 puede funcionar como un sensor de luz en el cerebro del ratón», dijo Lang. «Eso queda por abordar en futuros estudios».

La regulación del comportamiento alimentario y el peso corporal es extremadamente compleja, dijo Oancea.

«Descubrir cómo abordar estos problemas complejos requiere una comprensión más amplia de los procesos celulares involucrados», dijo.