Los investigadores han estado trabajando durante mucho tiempo en cómo tratar la obesidad, una afección grave que puede provocar hipertensión, diabetes, inflamación crónica y enfermedades cardiovasculares. Los estudios también han revelado una fuerte correlación entre la obesidad y el cáncer: datos recientes muestran que fumar, beber alcohol y la obesidad son los mayores contribuyentes al cáncer en todo el mundo.
El desarrollo de las células grasas, que se producen a partir de un diminuto progenitor parecido a un fibroblasto, no solo activa los genes específicos de las células grasas, sino que también las hace crecer almacenando más lípidos (adipocitos y tejido adiposo). De hecho, el almacenamiento de lípidos es la función definitoria de una célula grasa. Pero el almacenamiento de demasiados lípidos puede hacer que las células grasas no sean saludables y conducir a la obesidad.
Desafíos para atacar las células grasas que derivan en obesidad
La capacidad de atacar las células grasas y desvincular de forma segura la formación de grasa no saludable del metabolismo de grasa saludable sería la respuesta a las imperiosas necesidades de muchas personas. Un desafío importante en el tratamiento de la obesidad es que el tejido adiposo, que no es continuo en el cuerpo, sino que se encuentra pieza por pieza en «depósitos», ha sido difícil de atacar de una manera específica del depósito, señalado en la ubicación exacta.
Hay dos tipos principales de grasa: la grasa visceral, los tejidos internos que rodean el estómago, el hígado y los intestinos, y la grasa subcutánea, que se encuentra debajo de la piel en cualquier parte del cuerpo. La grasa visceral produce grandes barrigas; la grasa subcutánea puede crear papada en el mentón, grasa en los brazos, etc. Hasta la fecha, no ha habido forma de tratar específicamente el tejido adiposo visceral. Y los tratamientos actuales para la grasa subcutánea como la liposucción son invasivos y destructivos.
Los nuevos estudios utilizan nanomateriales catiónicos para atacar la grasa
Dos nuevos estudios de investigadores de Columbia Engineering y el Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia (CUIMC) pueden tener la respuesta para atacar las células grasas de forma específica y saludable. Los documentos demuestran un nuevo método para tratar la obesidad mediante el uso de nanomateriales catiónicos, que pueden atacar áreas específicas de grasa e inhibir el almacenamiento no saludable de células grasas agrandadas. Los materiales remodelan la grasa en lugar de destruirla, como lo hace, por ejemplo, la liposucción. El primer artículo, publicado hoy por Nature Nanotechnology, se centra en la adiposidad visceral o grasa abdominal. El segundo artículo, publicado en línea en Biomaterials, se centra en la grasa almacenada debajo de la piel, así como en la inflamación crónica asociada con la obesidad.
El equipo de investigadores, dirigido por Li Qiang, profesor asociado de patología y biología celular en CUIMC, y Kam Leong, profesor Samuel Y. Sheng de ingeniería biomédica y biología de sistemas en CUIMC, se dio cuenta de que el tejido adiposo contiene grandes cantidades de células extracelulares con carga negativa en matriz (ECM) para contener las células grasas. Pensaron que esta red ECM cargada negativamente podría proporcionar una especie de sistema de autopistas para moléculas cargadas positivamente. Así que tomaron un nanomaterial con carga positiva, PAMAM generación 3 (P-G3), y lo inyectaron en ratones obesos. El P-G3 se extendió rápidamente por todo el tejido y el equipo estaba entusiasmado de que su método para atacar específicamente la grasa visceral funcionara.
Resultados inesperados
Y luego sucedió algo intrigante: P-G3 apagó el programa de almacenamiento de lípidos en las células grasas y los ratones perdieron peso. Esto fue totalmente inesperado, dada la función bien establecida de P-G3 en la neutralización de patógenos cargados negativamente, como restos de células de ADN/ARN, para aliviar la inflamación.
«Nuestro enfoque es único: se aparta de los enfoques farmacológicos o quirúrgicos«, insiste Qiang, que se especializa en obesidad y biología de los adipocitos. «Usamos carga catiónica para rejuvenecer las células grasas sanas, una técnica que nadie ha usado nunca para tratar la obesidad. Creo que esta nueva estrategia abrirá la puerta a una reducción de grasa más saludable y segura«.
P-G3 ayuda a la formación de nuevas células grasas y también inhibe el almacenamiento de lípidos no saludables de las células grasas agrandadas
En estos dos estudios, los investigadores descubrieron que el material catiónico, P-G3, podría hacer algo intrigante en las células grasas: mientras ayudaba a la formación de nuevas células grasas, también desacoplaba el almacenamiento de lípidos de las funciones de limpieza de las células grasas. Y debido a que inhibe el almacenamiento de lípidos no saludables de las células grasas agrandadas, los ratones tenían más células grasas pequeñas, jóvenes y metabólicamente sanas, como las que se encuentran en los recién nacidos y los atletas. Los investigadores encontraron que esta función de desacoplamiento de P-G3 también se cumple en las biopsias de grasa humana, lo que significa el potencial de traducción en humanos.
«Con P-G3, las células grasas aún pueden ser células grasas, pero no pueden crecer«, comenta Leong, pionero en el uso de policationes para eliminar patógenos. «Nuestros estudios destacan una estrategia inesperada para tratar la adiposidad visceral y sugieren una nueva dirección en la exploración de nanomateriales catiónicos para el tratamiento de enfermedades metabólicas«.
Nuevas aplicaciones para administración de fármacos, terapia génica y estética
Ahora que pueden enfocarse selectivamente en la grasa visceral, Leong y Qiang prevén varias aplicaciones. El estudio de Biomaterials demuestra un enfoque simple que podría usarse con fines estéticos; Al igual que el Botox, el P-G3 se puede inyectar localmente en un depósito de grasa subcutáneo específico. Los investigadores, que tienen patentes pendientes, ahora están modificando P-G3 en varios derivados para mejorar la eficacia, la seguridad y la especificidad de depósito.
Lo que más entusiasma a los investigadores es desarrollar P-G3 en una plataforma que pueda administrar medicamentos y terapias génicas específicamente a un depósito de grasa determinado. Esto puede reutilizar muchos medicamentos por problemas de seguridad sistémica, como las tiazolidinedionas (TZD), un fármaco potente pero inseguro que es un potente modulador de la grasa y se usa para tratar la diabetes tipo 2, pero se ha relacionado con la insuficiencia cardíaca y está prohibido en varios países.
«Estamos muy emocionados de descubrir que la carga catiónica es el secreto para atacar el tejido adiposo«, concluye Qiang. «Ahora podemos reducir la grasa de una manera específica de depósito, en cualquier lugar que queramos, y de manera segura sin destruir las células grasas. Este es un gran avance en el tratamiento de la obesidad«.
Fuentes:
–Nature Nanotechnology.
–Biomaterials.
