El grupo Molecular Metabolism, dirigido desde el CiMUS de la USC, ha descubierto un nuevo mecanismo esencial en la regulación de la producción hepática de la glucosa. El estudio, publicado en la revista Cell Metabolism, abre la puerta a nuevos enfoques terapéuticos para el abordaje de la diabetes.
El mantenimiento de los niveles de glucosa en la sangre requiere de una serie de mecanismos coordinados en respuesta a la disponibilidad o no de comida. De este modo, durante el ayuno se produce glucosa para prevenir una bajada excesiva o hipoglucemia. Después de las comidas, la producción de glucosa está inhibida para evitar su exceso descontrolado o hiperglucemia. En estos procesos, el hígado representa un papel fundamental, siendo el principal productor de glucosa del cuerpo.
En las personas con diabetes, la regulación necesaria de la producción hepática de glucosa no funciona correctamente. Esta enfermedad consiste en que el cuerpo no produce una cantidad suficiente de insulina (diabetes tipo 1) o no puede usar adecuadamente la que produce (diabetes tipo 2). Así, aumenta los niveles de azúcar en sangre, pudiendo causar problemas de salud graves como son enfermedades del corazón, del riñón, o hipertensión arterial, entre otros.
González Rellán: “En nuestro estudio se describe que la nedilación es un mecanismo esencial para regular la producción hepática de glucosa durante el ayuno y tras la ingesta de alimentos"
En este contexto, los investigadores descubrieron el nuevo mecanismo regulador de la producción hepática de glucosa, conocido como nedilación. “En nuestro estudio se describe que la nedilación es un mecanismo esencial para regular la producción hepática de glucosa durante el ayuno y tras la ingesta de alimentos", explica la investigadora del CiMUS María Jesús González Rellán, primera autora del artículo.
"Concretamente, los niveles hepáticos de las proteínas NEDD8 y NAE1 (enzima encargada de la nedilación) aumentan drásticamente durante el ayuno, permitiendo que el hígado pueda realizar la producción de glucosa”, añade la investigadora.
La nedilación es una modificación postraduccional. En biología molecular se conoce como modificación postraduccional a las moléculas que se añaden a las proteínas para modificar sus características, lo que afecta a su actividad, localización celular o capacidad de interaccionar con otras proteínas.
“La nedilación es una de esas modificaciones postraduccionales, que consiste en añadir una pequeña proteína llamada NEDD8 a las proteínas diana. A diferencia de otros mecanismos moleculares que se han estudiado desde hace muchos años y están muy bien definidos, la nedilación y sus funciones todavía se desconocen ampliamente", continúa González Rellán.
González Rellán: "A diferencia de otros mecanismos moleculares que se han estudiado desde hace muchos años y están muy bien definidos, la nedilación y sus funciones todavía se desconocen ampliamente"
El estudio "describe por primera vez que la nedilación regula la actividad de la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa 1 (PCK1), una de las proteínas más importantes en el proceso de producción de glucosa por parte del hígado, y a la que hasta la fecha no se había atribuido ningún tipo de modificación como determinante a la hora de regular su actividad”, argumenta la co-primera autora, Uxía Fernández Paz.
Por último, el trabajo también muestra que los niveles de nedilación se encuentran incrementados en el hígado de los pacientes con diabetes tipo 2. El descubrimiento supone un avance en el estudio de la patología, aportando una visión nueva de cómo se regula la producción de glucosa en el hígado. Además ofrece una herramienta para controlar y reducir la actividad de PCK1 y los altos niveles de glucosa característicos de los pacientes diabéticos.
El estudio ha sido coordinado desde el CiMUS de la USC por María Jesús González Rellán y Uxía Fernández Paz como primeras autoras, y ha contado con la colaboración de diferentes grupos de investigación del centro singular de la USC, del CIBEROBN, la Clínica Universidad de Navarra, el CIC Biogune y la Universidad de Sevilla, así como grupos internacionales de Alemania, Suiza y Francia.