MADRID, 21 May. (EUROPA PRESS) -
Los ratones modificados genéticamente para carecer de la capacidad de producir el aminoácido cisteína, y alimentados con una dieta libre de cisteína, perdieron el 30 por ciento de su peso corporal en sólo una semana, según muestra un nuevo estudio de la Universidad de Nueva York (Estados Unidos)
Publicado en 'Nature', el trabajo encontró que el agotamiento de cisteína altera las vías metabólicas normales utilizadas por las células de los mamíferos para convertir los alimentos en energía, obligando a los animales a quemar rápidamente las reservas de grasa en un intento inútil de satisfacer las demandas de energía.
Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el estudio revela detalles clave sobre cómo las células procesan combustibles como los carbohidratos y las grasas (metabolismo), y cómo la disminución de cisteína afecta a los tejidos. Los experimentos demostraron que la disminución de los niveles de cisteína provocó una disminución de los niveles de la pequeña molécula llamada coenzima A (CoA), lo que inutilizó los mecanismos que convierten los carbohidratos y las grasas en energía.
ASÍ ALTERA LA CISTEÍNA LA MAQUINARIA METABÓLICA DEL CUERPO
A pesar de que la CoA participa en más de 100 reacciones metabólicas intermedias y actúa como cofactor del 4 % de todas las enzimas del organismo, hasta ahora los científicos no habían podido estudiar su función directamente. Esto se debe a que los ratones con síntesis defectuosa de CoA no suelen sobrevivir más allá de las tres semanas de edad. Los hallazgos actuales detallan, por primera vez, cómo la CoA influye en el metabolismo de los ratones adultos.
"Nuestros sorprendentes hallazgos revelan que los niveles bajos de cisteína desencadenaron una rápida pérdida de grasa en los ratones de nuestro estudio al activar una red de vías biológicas interconectadas", asegura el doctor Evgeny Nudler, coautor principal del estudio y profesor de la Cátedra Julie Wilson Anderson del Departamento de Bioquímica y Farmacología Molecular de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
"Si bien impulsar la pérdida de peso en la práctica clínica sigue siendo una misión clave en el futuro, estamos muy entusiasmados por el momento con los profundos y fundamentales aspectos del metabolismo revelados en este estudio", añade el experto.
ISR Y ESTRÉS OXIDATIVO: LAS RUTAS CELULARES QUE ACELERAN EL ADELGAZAMIENTO
El hallazgo actual no sugiere de inmediato un nuevo enfoque para la pérdida de peso, advierten los autores, ya que la cisteína se encuentra en casi todos los alimentos. Lograr una dieta verdaderamente libre de cisteína requeriría que los pacientes consumieran una solución especialmente formulada, lo cual sería un desafío para la mayoría.
Además, dado que la cisteína participa en numerosas vías celulares, su eliminación -por ejemplo, mediante un fármaco que inhibe su producción- podría hacer que los órganos sean más vulnerables a las toxinas cotidianas, incluidos los medicamentos.
Dicho esto, los autores del estudio señalan que vale la pena considerar que las frutas, verduras y legumbres contienen niveles mucho más bajos de cisteína y su precursor, el aminoácido azufrado metionina, que la carne roja. Si bien estudios anteriores han vinculado la baja ingesta de aminoácidos azufrados con beneficios para la salud, este estudio aclara que estos beneficios se deben específicamente a la disminución de cisteína, y no a la restricción de metionina.
El estudio es además el primero en examinar los efectos de la eliminación de la cisteína, o de cualquiera de los nueve aminoácidos esenciales, que deben obtenerse a través de la dieta y son necesarios para la formación de proteínas que componen la mayoría de las enzimas, tejidos y moléculas de señalización del cuerpo. Los hallazgos revelaron que la eliminación de la cisteína del cuerpo de los mamíferos condujo a una pérdida de peso mucho mayor que la eliminación de cualquier otro aminoácido esencial.
Específicamente, la privación de cisteína interrumpió la fosforilación oxidativa, el principal proceso para la producción de trifosfato de adenosina (ATP), la molécula que sirve como moneda de cambio energético celular. Se sabe que la fosforilación oxidativa depende en gran medida de la CoA. Como resultado, las moléculas intermedias derivadas del azúcar (esqueletos carbonados), como el piruvato, el orotato, el citrato y el a-cetoglutarato, dejaron de utilizarse eficientemente y se eliminaron en la orina. En respuesta, el cuerpo recurrió a los lípidos almacenados (grasas) para generar energía.
Además, el equipo descubrió que la restricción de cisteína activa tanto la respuesta integrada al estrés (ISR), una red de señalización que restablece el equilibrio celular tras el estrés, como la respuesta al estrés oxidativo (OSR), que se desencadena por niveles elevados de especies reactivas de oxígeno (ROS) tras la disminución del glutatión, el principal antioxidante del organismo. Las ROS pueden oxidar (quitar electrones) y dañar partes sensibles de las células, como el ADN.
Sorprendentemente, esta activación simultánea de ISR y OSR, previamente observada solo en células cancerosas, se observó en tejidos normales de ratones del grupo de restricción de cisteína, donde ambas respuestas al estrés se refuerzan mutuamente.
El estudio también muestra que ISR y OSR, actuando independientemente de la depleción de CoA, aumentan la producción de la hormona del estrés GDF15, la cual contribuye a la aversión a la comida y a la degradación de la acetil-CoA-carboxilasa, una enzima clave en la síntesis de lípidos. Esto incrementó aún más la pérdida de peso en los ratones del estudio al impedir la reposición de sus reservas de grasa.
