Recerca

Un estudi de l’IDIBAPS desxifra en ratolins alteracions en les neurones que afavoreixen l’obesitat

El treball, liderat per investigadors del grup de recerca de l’IDIBAPS Control neuronal del metabolisme identifica el mecanisme pel qual l’alteració de les crestes mitocondrials d’un determinat grup de neurones de l’hipotàlem afavoreix l’aparició d’obesitat en ratolins.

Marc Claret i Alicia Garcia

Els mitocondris són uns orgànuls presents a les cèl·lules que tenen diferents funcions: la més coneguda és la generació d’energia química per a la cèl·lula, però també intervenen en el cicle i la mort cel·lular, entre d’altres. El seu mal funcionament està relacionat amb diverses malalties.

"Un dels objectius del nostre grup és entendre els mecanismes mitocondrials implicats en la regulació neuronal de la gana i el pes corporal”, explica Marc Claret, responsable del grup de recerca de l’IDIBAPS Control neuronal del metabolisme. “Estudis previs que hem publicat han demostrat que l’alteració dels mitocondris d’un determinat grup de neurones afavoreix l’aparició de diabetis i obesitat”.

En un nou treball, que ha publicat la revista Cell Metabolism i que ha destacat a la portada, els investigadors s’han centrat en entendre el paper de les crestes mitocondrials, els replecs interns de la membrana mitocondrial interna, en una població de neurones de l’hipotàlem, denominades POMC, que són fonamentals per a la regulació sistèmica del balanç energètic.

Per fer-ho, han dut a terme diversos experiments: “Hem analitzat per microscòpia electrònica la forma de les crestes mitocondrials de neurones POMC en diferents estats energètics, hem generat ratolins modificats genèticament perquè les crestes mitocondrials no produïssin la proteïna OPA1, que és clau en el manteniment i la dinàmica de les crestes mitocondrials. N’hem estudiat tant la fisiologia i els mecanismes moleculars de lipòlisi (és a dir, la mobilització dels greixos) del teixit adipós, com els efectes beneficiosos que la regulació de l’entrada de calci a la mitocòndria exerceix sobre el fenotip d’aquests ratolins”, explica Alicia Garcia, primera signant de l’estudi.

Els resultats indiquen que l’estatus energètic de l’organisme, és a dir, si està en dejú o alimentat, si ha rebut una dieta normal o rica en greixos, modula la forma de les crestes mitocondrials en les neurones POMC. Així mateix, l’eliminació de la proteïna OPA1 causa obesitat en els ratolins. Aquesta obesitat es produeix per un defecte en l’activació de la lipòlisi en el teixit adipós durant el dejú. “El que hem vist és que les alteracions en la lipòlisi i el pes corporal es produeixen per una desregulació de l’entrada de calci als mitocondris de les neurones POMC, la qual cosa suposa una sobrecàrrega d’aquest ió que impedeix el correcte funcionament del mitocondri i de la neurona”, afegeix Alicia Garcia. Per la seva banda, “el bloqueig farmacològic de l’entrada de calci al mitocondri normalitza les alteracions observades en la lipòlisi i el pes corporal”, conclou Claret.
 
Aquest estudi s’ha fet amb el suport de l’European Research Council i la Fundación BBVA.

Imatge de microscopia confocal d’una secció coronal de cervell de ratolí on es visualitza en vermell els mitocondris i,  en verd, el sensor de calci mitocondrial mtGCamP6s expressat en neurones POMC

Referència de l’article

Mitochondrial cristae-remodeling protein OPA1 in POMC neurons couples Ca 2+ homeostasis with adipose tissue lipolysis

Alicia G Gómez-Valadés, Macarena Pozo,  Luis Varela, Mehdi Boutagouga Boudjadja, Sara Ramírez, Iñigo Chivite, Elena Eyre, Roberta Haddad-Tóvolli, Arnaud Obri, Maria Milà-Guasch, Jordi Altirriba, Marc Schneeberger, Mónica Imbernón, Angela R Garcia-Rendueles, Pau Gama-Perez, Jonathan Rojo-Ruiz, Bence Rácz, Maria Teresa Alonso, Ramon Gomis, Antonio Zorzano, Giuseppe D'Agostino, Clara V Alvarez, Rubén Nogueiras, Pablo M Garcia-Roves, Tamas L Horvath, Marc Claret

DOI: 10.1016/j.cmet.2021.07.008