En una lucha que probablemente les suene familiar a quienes hacen dieta en todas partes, cuanto menos Caenorhabditis elegans (C. elegans) Cuanto más come un gusano, más lentamente pierde grasa. Ahora, los científicos de Scripps Research han descubierto por qué: una pequeña molécula producida por los intestinos de los gusanos durante el ayuno viaja al cerebro para bloquear una señal de quema de grasa durante este tiempo.
Aunque la molécula exacta que identificaron en los gusanos aún no se ha estudiado en humanos, el nuevo trabajo ayuda a los científicos a comprender mejor la compleja comunicación entre el intestino y el cerebro. También puede arrojar luz sobre por qué el ayuno (no comer durante períodos de tiempo determinados) tiene beneficios que son independientes de la cantidad de calorías que una persona ingiera. El nuevo estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturalezael 11 de agosto de 2024.
«Hemos descubierto por primera vez que el ayuno transmite información al cerebro más allá de la simple retirada de calorías», afirma la profesora de investigación de neurociencia de Scripps, Supriya Srinivasan, PhD, autora principal del nuevo estudio.. «Estos hallazgos me hacen preguntarme si existen moléculas producidas en los intestinos de otros animales, incluidos los mamíferos, que expliquen algunos de los problemas de salud asociados con el ayuno».
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que el cerebro controla la producción y descomposición de las grasas en los seres humanos, otros mamíferos y organismos modelo como C. elegansEn 2017, el grupo de Srinivasan identificó la FLP-7, una hormona cerebral que desencadena la quema de grasa en el intestino de la lombriz intestinal. C. elegans no tienen nervios sensoriales en sus intestinos, por lo que los científicos han luchado para determinar la vía de comunicación inversa: ¿cómo envía el intestino señales al cerebro?
«Sabíamos que alterar el estado metabólico del intestino podía cambiar las propiedades de las neuronas en el cerebro, pero era muy misterioso cómo sucedía esto realmente», dice Srinivasan.
En el nuevo trabajo, Srinivasan y sus colegas eliminaron más de 100 moléculas de señalización de C. elegans Los investigadores examinaron los intestinos de uno en uno y midieron su impacto en la producción de FLP-7 en el cerebro. Encontraron una molécula que tenía un gran efecto sobre FLP-7: una forma de insulina conocida como INS-7. En los humanos, la insulina es más conocida como la hormona producida por el páncreas que controla los niveles de azúcar en sangre. Pero esta molécula de insulina era producida por las células intestinales y también afectaba el metabolismo de las grasas a través del cerebro.
«Cuando descubrimos que se trataba de una insulina, nos pareció paradójico», recuerda Srinivasan. «La insulina está muy bien estudiada en los mamíferos y no existía ningún precedente de que una molécula de insulina desempeñara esta función».
Sin embargo, cuando el grupo investigó cómo afectaba el INS-7 a las células cerebrales productoras de FLP-7, descubrieron que no activaba los receptores de insulina (como lo hacen todas las moléculas de insulina descubiertas anteriormente), sino que bloqueaba el receptor de insulina. A su vez, este bloqueo desencadenó una cascada de otros eventos moleculares que finalmente hicieron que las células cerebrales dejaran de producir FLP-7.
«El INS-7 es básicamente una señal que viene de los intestinos y que le dice al cerebro que no queme más reservas de grasa en este momento porque no está entrando comida», explica Srinivasan.
Estudios anteriores han demostrado que los períodos de ayuno pueden influir en el cuerpo de diversas maneras, pero los mecanismos de esos cambios no estaban claros. El nuevo estudio apunta a una forma en que un intestino vacío puede enviar señales al cerebro, lo que podría tener una variedad de impactos en la salud más allá de la grasa.
Los nuevos resultados, dice Srinivasan, ayudan a explicar cómo el cerebro y el sistema digestivo se comunican en ambas direcciones para controlar el metabolismo en función de la disponibilidad de alimentos. Se necesita más investigación para descubrir qué vías específicas están involucradas en las nuevas señales del intestino al cerebro en los mamíferos. Los compuestos que imitan las hormonas intestinales, como la semaglutida, conocida comúnmente bajo marcas comerciales como Ozempic, Wegovy y Rybelus, han surgido recientemente como formas populares de controlar la obesidad y la diabetes, por lo que los nuevos péptidos intestinales podrían sumarse a esta clase de medicamentos. Srinivasan también está planeando experimentos para investigar cómo C. elegans Las células intestinales se activan para producir INS-7 durante el ayuno y qué tipos de células cerebrales se ven afectadas por la molécula.
Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (R01 DK124706 y R01 AG056648).
