Caracterización molecular, celular y genética del tejido adiposo humano y su papel en el metabolismo

Más que nunca antes, las personas consumen más calorías de los alimentos que las que queman a través del ejercicio y otras actividades, y este desequilibrio está provocando el aumento de las tasas de obesidad y diabetes en los EE. UU. y en todo el mundo. Los diferentes tipos de grasa corporal son actores centrales en este proceso. La grasa blanca almacena el exceso de calorías provenientes de los alimentos, mientras que la grasa marrón, también conocida como tejido adiposo marrón o BAT, consume la energía de los alimentos para generar calor. Este importante proceso en BAT se logra mediante la acción de una proteína especial que se encuentra solo en BAT, llamada proteína de desacoplamiento 1 (UCP1). Los científicos solían creer que el BAT era importante solo en animales pequeños y bebés humanos, pero recientemente, nosotros y otros descubrimos que, en respuesta a una exposición leve al frío, el BAT humano adulto (hBAT) consume más glucosa por peso que cualquier otro tejido. Además, el BAT humano también puede combatir el aumento de peso al volverse más activo en el contexto de un mayor consumo de alimentos. Este fenómeno ya se ha demostrado en ratones y ratas, y su presencia sugiere que la activación de BAT humana podría usarse como un tratamiento seguro para la obesidad y las enfermedades metabólicas. Finalmente, la evidencia emergente indica que el BAT humano puede ser un órgano endocrino, lo que significa que libera hormonas en la sangre y también regula otros órganos del cuerpo, incluido el músculo esquelético, el hígado y la célula beta pancreática liberadora de insulina. Si vamos a comprender cómo funciona hBAT en la fisiología del cuerpo y utilizar su capacidad de quemar calorías para tratar enfermedades del metabolismo como la diabetes, necesitaremos abordar el desafío utilizando varios métodos diferentes. Una razón clave es que BAT no es fácil de encontrar en el cuerpo, y las células que lo componen son diferentes según dónde se encuentren y qué necesite el cuerpo. La grasa parda se compone de al menos dos tipos conocidos de células distintas, denominadas "constitutivas"/marrones e "inducibles"/beis; y también hay glóbulos blancos en proporciones variables. Dado que actualmente no existe una forma conocida de estimar la cantidad de grasa parda en el cuerpo a partir de un simple análisis de sangre, nuestro grupo de laboratorio se ha basado con éxito en la recolección de pequeñas cantidades de grasa del sitio de la cirugía en pacientes que ya se someten a procedimientos clínicamente indicados. . La información obtenida de estos tejidos grasos ha abordado cuestiones relacionadas con (a) cómo se desarrollan las células grasas marrones a partir de células madre inmaduras; (b) qué genes están activos; y (c) cuántas calorías puede quemar la grasa parda. Estos estudios anteriores también proporcionaron las células preliminares necesarias para establecer células humanas marrones y blancas duraderas que se pueden cultivar indefinidamente en el laboratorio. A pesar de este progreso, aún se desconoce mucho sobre las diferencias funcionales entre las células de grasa marrón y beige y cómo podrían afectar el metabolismo en humanos de diferentes edades, sexos y antecedentes genéticos, así como los cambios observados en las células de grasa marrón en diferentes enfermedades. El objetivo de este estudio es abordar estas y otras preguntas relacionadas.