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Facultad de Medicina

Proyecto Fondecyt Regular 2017 del doctor Diego García

En berrie nativo buscan terapia complementaria para tratamientos de pérdida de peso

El académico del Departamento de Nutrición de la Facultad de Medicina ha determinado que las propiedades antiinflamatorias de compuestos bioactivos en el calafate -fruto que se encuentra de manera silvestre en la Patagonia chilena y argentina- servirían para reducir el riesgo de diabetes en pacientes con sobrepeso y obesidad. Pero en esta línea de investigación concluyeron, además, que su ingesta reduce el tamaño de los depósitos de grasa que se pueden acumular patológicamente a resultas de una dieta rica en esta sustancia en un modelo in vivo.

El calafate -arbusto espinoso perenne, de la familia de las Berberidaceae, cuyo fruto es una baya de color azul negruzco, que se recolecta en el verano para consumirlo fresco, elaborar mermeladas, jaleas, siropes y licores- fue una de las frutas nativas que el doctor García estudió como parte de su proyecto Fondecyt de Iniciación, que se basó en “buscar las propiedades antiinflamatorias de extractos de maqui, calafate, murtilla y frutilla silvestre, entre otras. Para ello, montamos un modelo in vitro que emula lo que ocurre en el desarrollo de obesidad. En este estado los adipocitos, que son las  células especializadas en acumular grasa, y que en estado sano cooperan endocrinamente en la homeostasis corporal, se comportan diferente al hipertrofiarse: elevan su tasa de estrés oxidativo, se presenta mal plegamiento proteico y activan mecanismos de hipoxia, por ejemplo. Al suceder esto, cambian su perfil molecular y comienzan a secretar moléculas que no debieran, especialmente de tipo proinflamatorio; el sistema inmune, al detectar este mal funcionamiento, responde enviando linfocitos y macrófagos al tejido, los que en definitivas cuentas se “comunican” con estos adipocitos. Debido a esto, empieza a generarse una especie de círculo vicioso proinflamatorio entre estas células y el tejido adiposo, que hace que dentro de este comiencen a romperse señales de, por ejemplo, sensibilidad a la insulina. Así es como comienza a gestarse la resistencia a la insulina que proviene desde la obesidad; esto ocurre primero en el tejido adiposo, luego esas moléculas migran a otros tejidos, a músculos y al hígado, en inicia la manifestación clínica de la diabetes”.

En este modelo in vitro de adipocitos y macrófagos “tratamos de bloquear esa comunicación proinflamatoria con tratamientos en base a extractos que sabemos que son ricos en polifenoles, específicamente en antocianinas. Así, vimos que dos de las frutas destacaron como excepcionales en cuanto a los resultados que obtuvimos, como son maqui y calafate. Sobre todo esta última, que en el experimento final realizado en el marco de dicho proyecto Fondecyt de Iniciación fue la única capaz de bloquear el desarrollo de resistencia a la insulina del adipocito. Con esos resultados quisimos avanzar al paso siguiente, en un modelo sistémico in vivo de obesidad a diabetes por resistencia a la insulina, que considerase la metabolización de estos polifenoles provenientes del calafate y su posible impacto, o el de sus submetabolitos, en los tejidos blancos”.

 Transdiferenciación de grasa

La nueva fase en esta línea de investigación llegó mediante la tesis de doctorado en Biotecnología de la estudiante Jessica Soto, de la Universidad Católica de Valparaíso, quien concretó el estudio y observó que había un resultado antiinflamatorio del extracto de calafate tras su absorción luego de ser ingerido por el animal; es decir, “surtía el efecto que habíamos pensado que iba a ocurrir”, explica el doctor García.

Pero, además, en ese modelo pudieron generar una línea derivada de investigación: la grasa parda. “Este es un tejido adiposo diferente a la habitual. En humanos se ubica en la zona supraclavicular, pero se encuentra en mayor cantidad solamente en los recién nacidos, puesto que es necesaria para mantener una correcta regulación de la temperatura corporal, ya que su función es disipar energía en forma de calor, entonces genera una especie de termogénesis; pero después de los cuatro o cinco meses de vida comienza a decaer en cantidad hasta que después es casi inexistente. No obstante, diversas investigaciones recientes han descrito su presencia en adultos, pero no en condiciones patológicas; es decir, obesos y diabéticos casi no tienen grasa parda”.

De hecho, añade, “en la zona supraclavicular también hay una grasa intermedia o “beige”. Tanto la grasa parda como la blanca pueden generarse de novo, es decir desde precursores y de acuerdo a ciertos estímulo; e incluso pueden transdiferenciarse de blanca a parda, también dependiendo de estos estímulos. Así se ha descrito que el frío, a través del sistema nervioso central, es capaz de inducir que se “pardee” la grasa blanca, aunque no por completo, y lo que se genera es esta especie de punto intermedio como es la grasa beige, que también es termogénica, es decir también disipa energía en forma de calor. Esto se debe a que ambas grasas poseen una molécula que se llama proteína desacoplante, UCP1, que se encuentra en la mitocondria, que es la que puede disipar energía en forma de calor”.

Más grasa parda y menos grasa blanca frente a misma ingesta 

En base a estos conocimientos, junto a Jessica Soto realizaron un experimento en dos grupos de modelos in vivo: a ambos –así como a grupos control- se los sometió a una dieta rica en grasas, pero a uno de ellos se les proporcionó, desde el comienzo de la intervención, extracto de calafate en una dosis baja, producto que al segundo grupo se le puso a disposición en la misma medida, pero cuando ya habían desarrollado obesidad. “Los modelos estaban concebidos para generar animales con obesidad y diabetes por resistencia a la insulina. En el primero, se les suministró el extracto de calafate al mismo tiempo que se les comenzó a ofrecer la alimentación alta en grasa, a modo preventivo, para que al final del proceso presentaran menor inflamación en el tejido adiposo y fueran más sensibles a la insulina; en el segundo,  se les dio el extracto cuando ya habían desarrollado la obesidad, para observar si se podía bloquear la comunicación entre macrófagos y adipocitos que genera la inflamación de tejidos y, por consiguiente, la resistencia a la insulina en una fase más avanzada de la patología”.

Los resultados, explica, arrojaron que “en ambos grupos de animales tratados con extracto de calafate aumentó la cantidad de grasa parda. Y ese es un derivado que no esperábamos. Pero otra sorpresa fue que los animales del grupo al que tratamos con extracto de calafate a modo preventivo no engordaron tanto, sólo la mitad que lo hizo el segundo grupo, y sin que hubiera diferencia en la ingesta. Es decir, el grupo más beneficiado con la ingesta de extracto de calafate fue el primero, porque no sólo aumentó la grasa parda, sino que acumuló menos grasa blanca, por lo que este podría ser un factor añadido para que presenten menor riesgo de resistencia a la insulina”. 

Avances en la industria agraria

Esos resultados son los que fundamentan el proyecto Fondecyt Regular 2017, que el doctor Diego García y su equipo realizarán por tres años. “Queremos evaluar las propiedades antiobesidad del consumo de extractos de calafate ricos en polifenoles, específicamente antocianinas, debido a lo que observamos en el modelo sistémico; es decir, evaluando sus efectos en presencia y actividad de tejido adiposo pardo y, de paso, evaluar la posibilidad de inducción de pardeamiento de tejido adiposo blanco con este tratamiento”.

Esto lo haremos utilizando técnicas como calorimetría indirecta, el nivel de transdiferenciación de la grasa, su masa y su actividad, a través de determinaciones de expresión génica y western blot –técnica analítica que se usa para detectar y cuantificar proteínas especificas en una muestra determinada- de moléculas blanco  y también de actividad mitocondrial, porque la diferencia fundamental entre la grasa blanca y la parda es que esta última tiene la proteína desacoplante UCP1 en la membrana de la mitocondria y, además, son más densas en términos de mitocondrias, que es lo que hace que sea  más oscura y da nombre al tejido”.

Para ello, finaliza, contarán con el apoyo fundamental del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, a través de un proyecto liderado por la doctora María Teresa Pino, que se encuentra estudiando el mejor manejo agronómico del calafate, de manera de llegar a un posible cultivo de fácil manejo que produzca cosechas de mejor calidad y consistente en cuanto a sus propiedades, lo que pudiera dar pie a una industrialización sustentable de derivados de este fruto. 

“Vemos este estudio como de una cercana aplicación futura. De estas investigaciones podría derivar un producto, ya sea un extracto, un liofilizado o algo diferente, sustentado por esta batería de investigación, para determinar su uso a modo preventivo de la obesidad.  Nuestra idea es que se pueda usar complementariamente a un programa de pérdida de peso, o para mantener un consumo constante dentro de un proyecto de vida saludable; no es una panacea”, sentencia el doctor García.

 

Cecilia Valenzuela León / Fotografías de David Garrido

Martes 4 de julio de 2017

El doctor Diego García junto a parte de su equipo, la bioquímica Karla Vásquez y a técnico analista químico Greys Lagos.

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El INIA estudia cómo mejorar los cultivos de calafate

El INIA estudia cómo mejorar los cultivos de calafate

El doctor Diego García

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