Un equipo de la UB identifica el papel de la proteína GLUT2 en el desarrollo del cerebro del pez cebra

Investigadores de la UB han descrito por primera vez el papel clave de la proteína GLUT2 en el desarrollo embrionario del cerebro del pez cebra. Según un nuevo artículo científico, que es portada de la edición de enero de la revista Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, la falta de esta molécula altera el desarrollo de estructuras básicas responsables de la detección de los niveles de glucosa en el cerebro.

El nuevo trabajo abre la puerta al uso del pez cebra (Danio rerio) como un modelo para estudiar enfermedades causadas por variaciones en la proteína citada, como el síndrome de Fanconi-Bickel (SFB), una enfermedad rara originada por la ausencia de GLUT2 que provoca graves disfunciones del metabolismo de los glúcidos en el hígado y los riñones. En el estudio, dirigido por el profesor Josep Planas, del Departamento de Fisiología e Inmunología de la UB y del Instituto de Biomedicina de la UB (IBUB), también colaboran investigadores de la Universidad de Leiden.

La glucosa, clave en el metabolismo celular

El GLUT2 es un transportador de glucosa que permite a esta molécula —un monosacárido imprescindible para el funcionamiento del cerebro— entrar en las células. Con el objetivo de investigar la función de este transportador en el desarrollo embrionario, el equipo de la UB inactivó GLUT2 en embriones de pez cebra y comparó los efectos en el desarrollo con embriones normales. «Cuando falta GLUT2, las células entran en apoptosis (muerte celular programada) y además aparece alterada un área del cerebro que en los mamíferos se ha demostrado que sirve para detectar los cambios de los niveles de glucosa y que está implicada en la regulación del apetito, en el gasto energético y en la homeostasis de la glucosa», explica el profesor Josep Planas.

Este sistema detecta, por ejemplo, la falta de glucosa después de un ayuno o el exceso provocado por una ingestión de alimentos, y organiza toda la respuesta endocrina del organismo para mantener los niveles de glucosa necesarios para sobrevivir.

«En este trabajo demostramos por primera vez el papel esencial de GLUT2 en el desarrollo temprano. Además, también relacionamos la falta de GLUT2 con alteraciones de las estructuras que después formarán parte de este sistema de regulación de la glucosa del cerebro», resume Josep Planas.

Modelo para el estudio de enfermedades metabólicas

Esta investigación podría tener implicaciones para el estudio y el tratamiento de enfermedades caracterizadas por la falta de glucosa, como el SFB. «Las personas que padecen este síndrome tienen problemas psicomotrices; ya que tienen alterado el desarrollo del cerebelo y el mecanismo de regulación de la glucosa», indica Planas. Los embriones de pez cebra sin GLUT2 tienen muchas características similares a las que produce este síndrome. Por ello, los autores del estudio creen que podrían servir como modelo para estudiar con más detalle estrategias para tratarlo.

El pez cebra tiene la ventaja de ser una especie que se desarrolla fuera del cuerpo de la madre y muy rápidamente. Además, es mucho más tratable y manipulable genéticamente que otros modelos de laboratorio (por ejemplo, los ratones). Todo ello proporciona una oportunidad única para desentrañar los mecanismos del SFB.

El grupo de la UB impulsará nuevas investigaciones para conocer las consecuencias de inactivar GLUT2 en peces cebra adultos completamente desarrollados. «Esta será una demostración clave para comprender mejor el papel funcional de GLUT2 en la regulación de la glucosa y también para identificar cuáles son las neuronas que entran en apoptosis, mueren y alteran su patrón de expresión sin este transportador», concluye Planas.

Artículo: Rubén Marín Juez, Mireia Rovira, Diego Crespo, Michiel van der Vaart, Herman P. Spaink y Josep V. Planas. «GLUT2-mediated glucose uptake and availability are required for embryonic brain development in zebrafish». Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, octubre de 2014. Doi: 10.1038/jcbfm.2014.171