Diapositiva 1 - Universidad de Navarra

TRANSFERENCIA GÉNICA EN RATONES DE LAS ENZIMAS
ISOCITRATO LIASA Y MALATO SINTASA: EFECTOS
METABÓLICOS EN DISTINTOS MODELOS DIETÉTICOS
Cordero P, Milagro FI, Campión J, Martínez JA
Departamento de Ciencias de la Alimentación, Fisiología y Toxicología de la Universidad de Navarra
INTRODUCCIÓN
Un enfoque terapéutico de la obesidad se centran en el incremento del gasto energético promoviendo la movilización de sustratos lipídicos hacia su oxidación. En plantas, hongos y algunas bacterias, el ciclo del glioxilato complementa al ciclo de Krebs permitiendo la movilización de reservas lipídicas hacia la formación de hidratos de carbono como fuente energética para su oxidación. Las enzimas necesarias para poder compatibilizar ambos ciclos son la isocitrato liasa (ICL) y la malato sintasa (MS). En mamíferos no ha sido posible encontrar los genes que codifican estas enzimas y los estudios publicados sobre su posible actividad son contradictorios.
En este estudio se administraron, mediante transfección hidrodinámica ,plásmidos para la codificación de las enzimas bacterianas ICL y MS en las mitocondrias de los hepatocitos y así realizar un bypass en el ciclo de Krebs Con este fin se pretende estudiar si la presencia inducida de los genes del ciclo del glioxilato en mamíferos podría interferir en el balance de utilización de sustratos energéticos, acelerando la movilización de grasas en situaciones de obesidad y transformándola en carbohidratos mediante la síntesis de azúcares a partir de Acetil‐CoA..
MATERIALES Y MÉTODOS
Medición de metabolismo energético: gasto energético y tipo de
nutrientes oxidados (cociente respiratorio)
Diseño experimental
En este estudio se aplicó la técnica de
transferencia génica en hígado de ratón para
expresar las enzimas del ciclo del glioxilato,
isocitrato liasa y malato sintasa, de origen
bacteriano. Con el fin de apreciar cambios en el
metabolismo energético debidos a la desviación
que el ciclo del glioxilato efectúa en el ciclo de
Krebs, se monitorizó el cociente respiratorio y
gasto energético. Se empleó tres modelos
dietéticos, control, ayuno y dieta rica en azúcares
simples.
RESULTADOS
1
2
El tratamiento produjo un descenso en el cociente
respiratorio del modelo de ayuno y del de azúcares
simples respecto al control (figura 1), lo que indica un
incremento de la utilización energética de los lípidos y
un descenso de los azúcares (Figura 3). La
transexpresión de las enzimas del ciclo del glioxilato en
ratones revirtió el descenso del cociente respiratorio en
ayunas (figura 2) pero no al ingerir la dieta rica en
azúcares simples.
3
CONCLUSIONES
Modelo HS
Modelo Ayuno
Al analizar por calorimetría indirecta los diferentes tratamientos dietéticos empleados, se
detectó un descenso en los valores del cociente respiratorio en ambos modelos, ayuno
y dieta rica en azúcares simples con respecto a la dieta control, lo cual fue posiblemente
debido en ambos casos a un descenso en el porcentaje de kilocalorías totales
producidas a partir de azúcares y a un aumento de las provenientes de lípidos.
En el modelo de ayuno, la expresión heteróloga de los genes bacterianos del ciclo del
glioxilato logró revertir de forma parcial el descenso del cociente respiratorio,
posiblemente debido a un aumento en la oxidación de hidratos de carbono y a una
disminución en la oxidación de lípidos en comparación con el grupo que no expresó
ambos genes. Por el contrario, en el modelo de dieta rica en azúcares simples, la
introducción del material genético de las enzimas bacterianas ICL y MS no protegió de
la bajada del cociente respiratorio inducido por la dieta.
REFERENCIAS
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a FJ Novo (Departamento de Genética, Universidad de Navarra) por su ayuda en la clonación del plásmido, a Chloé Neirynck por su inestimable ayuda en la
manipulación animal y a la Linea Especial de la Universidad de Navarra (LE/97) por su soporte económico.
- Gonzalez- Muniesa P, Milagro FI, Campion J, Martinez JA: Reduction in energy efficiency
induced by expression of the uncoupling protein, UCP1, in mouse liver mitochondria. Int J
Mol Med 2006, 17(4):591-597.
- Sebestyen MG, Budker VG, Budker T, Subbotin VM, Zhang G, Monahan SD, Lewis DL,
Wong SC, Hagstrom JE, Wolff JA: Mechanism of plasmid delivery by hydrodynamic tail
vein injection. I. Hepatocyte uptake of various molecules. J Gene Med 2006, 8(7):852-873.
- Budker VG, Subbotin VM, Budker T, Sebestyen MG, Zhang G, Wolff JA: Mechanism of
plasmid delivery by hydrodynamic tail vein injection. II. Morphological studies. J Gene Med
2006, 8(7):874-888.
- Cordero P, Campion J, Milagro FI, Marzo F, Martinez JA. Fat-to-glucose interconversion
by hydrodynamic transfer of two glyoxylate cycle enzyme genes. Lipids Health Dis. 2008
Dec 10;7:49.