La secuenciación del genoma humano revolucionó la medicina, pero los científicos rápidamente se dieron cuenta de que los planos genéticos por sí solos no podían revelar las actividades del cuerpo. Esto requiere comprender el proteoma: todas las proteínas expresadas por nuestros genes que forman la maquinaria celular que realiza la mayoría de las funciones del cuerpo. Ahora, otro grupo de moléculas llamadas liposomas (todos los lípidos de nuestro cuerpo) están aportando más detalles de la fisiología humana.


Los liposomas humanos, que incluyen todos los lípidos del cuerpo humano, son de creciente interés debido a su papel en la fisiología humana, especialmente la influencia directa de la dieta y los microbios intestinales, y su potencial en la intervención en enfermedades, especialmente en enfermedades como la diabetes tipo 2. Un estudio reciente analizó en profundidad los liposomas y reveló su relación con marcadores de salud como la resistencia a la insulina, el envejecimiento y la respuesta a las infecciones, así como su potencial para predecir el envejecimiento biológico y guiar las intervenciones de salud.

Los lípidos son una gran clase de pequeñas moléculas grasas o aceitosas, que incluyen triglicéridos, colesterol, hormonas y algunas vitaminas. En nuestro cuerpo, forman membranas celulares, sirven como mensajeros celulares y almacenan energía; Desempeñan papeles clave en la respuesta a las infecciones y en la regulación del metabolismo.

Nuestro genoma es básicamente estable. Nuestro proteoma, aunque influenciado por la salud y el medio ambiente, está determinado en gran medida por la codificación de genes. Por el contrario, nuestros liposomas pueden alterarse directamente, en parte por lo que comemos y los microbios que viven en nuestro intestino, lo que hace que los liposomas sean más plásticos y quizás más sensibles a las intervenciones. Sin embargo, la cantidad y variedad de moléculas de lípidos (al menos miles) hacen que su estudio sea difícil.

"Los lípidos están muy poco estudiados", afirmó Michael Snyder, Ph.D., W. Ascherman, MD, profesor FACS de Genética en la Universidad de Stanford. "Están involucrados en casi todos los procesos del cuerpo, pero debido a que son tan heterogéneos y numerosos, es posible que no sepamos el verdadero papel de la mayoría de los lípidos".

Un nuevo estudio del laboratorio de Snyder, publicado el 11 de septiembre en la revista Nature Metabolism, es uno de los primeros en analizar en profundidad los liposomas humanos y rastrear cómo cambian en la salud y la enfermedad, particularmente durante el desarrollo de la diabetes tipo 2.

Más de 100 participantes, incluidos muchos con alto riesgo de diabetes, fueron seguidos durante nueve años, proporcionándoles muestras de sangre cada tres meses cuando estaban sanos y cada pocos días cuando estaban enfermos.

Utilizando espectrometría de masas, una técnica que separa compuestos por masa y carga molecular, los investigadores catalogaron aproximadamente 800 lípidos y su relación con la resistencia a la insulina, las infecciones virales, el envejecimiento y más.

Los investigadores encontraron que, si bien los liposomas de cada persona tenían un perfil único y permanecían estables con el tiempo, ciertos tipos de lípidos cambiaban de manera predecible a medida que progresaba la salud de una persona.

Por ejemplo, más de la mitad de los lípidos catalogados están relacionados con la resistencia a la insulina, que resulta en diabetes tipo 2 cuando las células del cuerpo no pueden usar la insulina para tomar glucosa de la sangre. Si bien la resistencia a la insulina se puede diagnosticar midiendo el azúcar en sangre, comprender los cambios en los liposomas puede ayudar a descubrir los procesos biológicos en juego.

"Cada molécula asociada con una enfermedad tiene la oportunidad de decirnos más sobre el mecanismo y potencialmente convertirse en un objetivo que afecta la progresión de la enfermedad", dijo Daniel Hornberg, Ph.D., ex postdoctorado en el laboratorio de Snyder y coprimer autor del estudio.

Los investigadores también identificaron más de 200 lípidos que fluctúan durante las infecciones virales respiratorias. El aumento y la disminución de estos niveles de lípidos coinciden con el metabolismo energético superior y la respuesta inflamatoria del cuerpo en las primeras etapas de la infección y pueden indicar la trayectoria de la enfermedad. Las personas con resistencia a la insulina tienen algunas anomalías en estas respuestas a la infección y una respuesta más débil a la vacunación.

Los participantes tenían edades comprendidas entre 20 y 79 años, y el período de estudio fue largo, lo que permitió a los investigadores observar cómo los liposomas cambian con el envejecimiento. Descubrieron que la mayoría de los lípidos, como el colesterol, aumentan con la edad, pero algunos, incluidos los ácidos grasos omega-3, disminuyen con la edad. Además, estos signos de envejecimiento con liposomas no aparecen al mismo ritmo en todas las personas. Por ejemplo, la resistencia a la insulina parece acelerar la aparición de estos signos.

"Esto plantea una pregunta interesante: si los perfiles de lípidos pueden predecir si el envejecimiento biológico de una persona es más rápido o más lento", dijo SiWu, Ph.D., coprimer autor del estudio y otro ex postdoctorado en el laboratorio de Snyder.

Otro hallazgo sorprendente, dijo Wu, fue que ciertos lípidos, como la fosfatidiletanolamina unida a éter, que se considera un antioxidante y participa en la señalización celular, estaban estrechamente relacionados con una mejor salud. Podrían ser candidatos para nuevas formas de controlar la salud, o incluso como complementos dietéticos.

A continuación, el laboratorio de Snyder espera aprovechar las pistas de esta amplia encuesta para estudiar las correlaciones entre lípidos específicos y cambios en el estilo de vida.