Los investigadores han descubierto por primera vez el mecanismo genético por el cual el zinc protege contra la diabetes tipo 2 y la enfermedad del hígado graso asociada a ella. Estos hallazgos avanzan en nuestra comprensión del metabolismo y abren la puerta al desarrollo de nuevos tratamientos para la diabetes. El zinc ayuda a la función inmune, el crecimiento y la división celular, la síntesis de ADN y el metabolismo. Dada la importancia del zinc, nuestros cuerpos han desarrollado mecanismos para mantener los niveles de zinc. Uno de esos mecanismos implica el gen del miembro 5 de la familia de transporte de solutos 39 (SLC39A5), que codifica una proteína perteneciente a la familia de transportadores de zinc que transporta zinc al interior de las células.
Estudios anteriores han encontrado un vínculo entre el zinc y las mejoras en los niveles de azúcar en sangre en los diabéticos, pero "cómo" la mejora no estaba del todo claro, lo que llevó a los investigadores a comenzar con SLC39A5 para explorar los mecanismos detrás de ella.
"Sabemos que aumentar la ingesta de zinc mejora el control glucémico en personas con prediabetes o diabetes tipo 2, y que las personas con mutaciones en transportadores clave de zinc también tienen un riesgo reducido de desarrollar diabetes", dijo Shek Man Chim, primer autor del estudio. "Sin embargo, los mecanismos por los cuales el zinc afecta los niveles sistémicos de glucosa en sangre y el riesgo de diabetes aún no están claros".
Los investigadores realizaron un metanálisis de cuatro estudios de Europa y Estados Unidos que observaron las mutaciones de pérdida de función de SLC39A5 en más de 62.000 personas con diabetes y más de 518.000 controles sanos. Los resultados confirmaron que el aumento de los niveles circulantes de zinc en los portadores de la mutación SLC39A5 se asociaba con un riesgo reducido de diabetes.
Después de identificar este vínculo, los investigadores desactivaron el gen SLC39A5 en ratones, dejándolos sin el transportador de zinc. Descubrieron que los ratones tenían niveles elevados de zinc circulante (en sangre) en comparación con los controles, en aproximadamente un 280% en las hembras y un 227% en los machos. Los niveles de zinc también estaban significativamente elevados en los tejidos, especialmente en el hígado, los huesos, los riñones y el cerebro, pero eran más bajos en el páncreas. Los niveles elevados de zinc no afectaron negativamente la función hepática y renal en ratones.
Después de inducir la obesidad en los ratones knockout con una dieta alta en grasas y fructosa, los investigadores encontraron que los ratones tenían niveles de glucosa en sangre en ayunas significativamente más bajos en comparación con los ratones de control alimentados con la misma dieta. La pérdida de SLC39A5 también condujo a una reducción de la resistencia a la insulina, una característica de la diabetes en la que los tejidos no responden a las señales de insulina diseñadas para permitir que las células absorban glucosa.
Debido a que la diabetes a menudo coexiste con la enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD), los investigadores investigaron si eliminar SLC39A5 también beneficiaría al hígado. Descubrieron que era cierto: los ratones sin el gen SLC39A5 tenían menos acumulación de grasa en el hígado y menos marcadores de daño hepático en la sangre. En ratones obesos sin SLC39A5, los investigadores observaron menos acumulación de grasa en el hígado y mayor sensibilidad a la insulina en comparación con los controles.
La enfermedad del hígado graso no alcohólico puede evolucionar hacia una forma avanzada llamada esteatohepatitis no alcohólica (NASH), que causa inflamación del hígado y cicatrización de los tejidos (fibrosis). Los investigadores descubrieron que la eliminación de SLC39A5 en ratones obesos reducía los marcadores de daño hepático y de glucosa en sangre en ayunas, y mejoraba la inflamación y la fibrosis.
"Nuestro estudio proporciona la primera evidencia genética de que el zinc protege contra la hiperglucemia y revela la base mecanicista de este efecto", dijo el autor correspondiente Harikiran Nistala. "Nuestras observaciones sugieren que bloquear SLC39A5 puede ser una vía potencial para tratar la diabetes tipo 2 y otras indicaciones en las que la suplementación con zinc es simplemente insuficiente".
El artículo de investigación fue publicado en la revista Genetics and Genomics.