·El equipo, encabezado por Alfonso León del Río, descubrió el mecanismo por el que esa vitamina regula la transcripción de, al menos, 19 genes en células humanas
·Esta regulación genética funciona como un dispositivo que protege al cerebro en la desnutrición o el ayuno prolongado
·Los investigadores del IIBm analizan el probable vínculo de esta regulación con el origen embrionario de trastornos cardiovasculares, de la hipertensión y de la diabetes en la edad adulta
·El trabajo ha sido publicado en revistas como Proceedings of the National Academy of Sciences, Journal of Biological Chemistry, y Molecular Genetics and Metabolism
Integrantes del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIBm) de la UNAM estudian el efecto de la deficiencia de biotina sobre la expresión de los genes, como un modelo para investigar la probable relación entre la deficiencia nutricional en el desarrollo embrionario y la ocurrencia, en la edad adulta, del llamado síndrome metabólico, en el que los pacientes presentan mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares y otras como hipertensión, obesidad y diabetes.
El equipo, encabezado por Alfonso León del Río, doctor en Biología por la Universidad de McGill, en Canadá, descubrió que la biotina –vitamina esencial para todos los organismos, por ser necesaria para activar cinco enzimas esenciales en el metabolismo– también actúa como activador transcripcional.
Es responsable de regular la expresión de, al menos, 19 genes que codifican proteínas involucradas en el transporte y utilización de biotina, aminoácidos, carbohidratos y grasas en células humanas.
Ahora, 10 años después de iniciada la investigación, se sabe que esta vitamina es transformada dentro de las células por una enzima denominada holocarboxilasa sintetasa, a su forma transcripcionalmente activa, llamada adenilato de biotina o B-AMP, dijo el científico.
Este compuesto, añadió, activa una cascada de transducción de señales, es decir, un sistema compuesto por varias enzimas, donde el producto de la primera acciona a la segunda y así sucesivamente, hasta que la señal llega al núcleo celular, donde comienza la transcripción de los genes impulsados por aquella vitamina.
La biotina se encuentra en concentraciones pequeñas en los alimentos y, en su mayoría, unida a otras proteínas, lo que hace difícil que el cuerpo la utilice. Por ello, la regulación transcripcional dependiente de la vitamina parecía un mecanismo paradójico, pues al disminuirla de la dieta, las células responden apagando los genes que necesitan para usarla.
Para explicar este fenómeno el integrante del IIBm, Antonio Velázquez, estudió la regulación transcripcional por biotina en ratas con deficiencia. Los experimentos demostraron que cuando hay carencia de esa vitamina no se expresan los genes requeridos para su utilización en hígado, riñón y músculos.
En el cerebro, en cambio, la expresión de estos genes y la abundancia de las proteínas que codifican son normales. “Es como si el cerebro fuera inmune a la deficiencia de biotina”, explicó Alfonso León.
Cuando se dejan de producir las proteínas involucradas en el uso de biotina, el músculo, hígado y riñón reducen temporalmente el consumo de la vitamina; a ese fenómeno se le llama “altruismo tisular”, pues la poca biotina circulante en el plasma queda disponible para el cerebro.
Ese centro nervioso es como un Ferrari, que requiere de gasolina de alto octanaje para correr pocos kilómetros; su combustible es la glucosa y para utilizarla requiere de una enzima dependiente de la biotina que, además, actúa indirectamente en la síntesis de neurotransmisores, básicos para que ese órgano transmita señales de una neurona a otra.
Por la importancia de los resultados, la investigación de Alfonso León ha sido publicada en revistas como Proceedings of the National Academy of Sciences, Journal of Biological Chemistry, y Molecular Genetics and Metabolism, además ha obtenido reconocimientos nacionales como los premios de investigación en medicina Dr. Jorge Rosenkranz, el GEN de errores del metabolismo y el Silanes.
A partir del hallazgo del científico, también distinguido con el Prix de Excellence de la provincia de Quebec, se han podido explicar ciertas manifestaciones en algunos pacientes afectados por enfermedades genéticas que les impiden utilizar biotina.
Quienes padecen deficiencia en biotinidasa (uno en 60 mil nacimientos), enzima necesaria para reciclar a la biotina dentro de la célula, presentan manifestaciones neurológicas severas, como pérdida de audición, atrofia óptica, retraso mental o convulsiones.
Asimismo, los resultados permitieron proponer modelos para analizar la relación entre la nutrición en el embarazo, y el origen de enfermedades en la edad adulta. Esta relación fue descubierta por estudios epidemiológicos realizados en Europa, que evidenciaron que personas nacidas durante, o poco después de la Segunda Guerra Mundial, mostraban una mayor incidencia de enfermedades cardiovaculares, diabetes y obesidad.
Para explicar el fenómeno, se ha propuesto la teoría que durante el desarrollo embrionario el organismo recibe información sobre el estado nutricional de la madre, y esto le deja adaptar su propio metabolismo.
Así, una mala nutrición o la deficiencia de algunos de ellos provoca una reprogramación metabólica que crea resistencia a la insulina y favorece el almacenamiento de grasas.
Cuando el individuo nace está adaptado para enfrentar condiciones nutricionales adversas; no obstante, si cambia sus hábitos a una alimentación rica en carbohidratos y grasas, ese mismo mecanismo, que en condiciones de ayuno y malnutrición le salvaría la vida, le predisponen a desarrollar el síndrome metabólico.
Se desconocen las señales que indican al organismo esa reprogramación; “los niveles de azúcar e insulina son trascendentes, pero no son los únicos; los resultados que indican que la biotina altera la expresión genética, también sugieren su posible participación en estos desórdenes”, explicó el galardonado con el premio doctoral de la American Society of Human Genetics.
Identificar esas indicaciones para enfrentar una temporada de “vacas flacas”, permitiría intervenir en la gestación temprana y suministrar a las madres complementos nutricionales para evitar la reprogramación y prevenir, años después, el desarrollo de enfermedades como el síndrome metabólico, señaló.
El laboratorio de De León se ha vuelto centro de referencia de otros en Estados Unidos, Canadá y España, que envían células de pacientes para confirmar diagnósticos y determinar, ya sea la mutación genética responsable o el grado de afectación del paciente, finalizó.
Créditos de la nota: Dirección General de Comunicación Social de la Universidad Nacional Autónoma de México.
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