Nuevo método para estudiar el tejido adiposo marrón
La investigación presenta una forma más segura de estudiar la grasa marrón en humanos.
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Tabla de contenidos
El Tejido adiposo marrón (BAT) ha llamado la atención como una posible forma de combatir la obesidad y problemas de salud relacionados. La investigación muestra que las personas con obesidad tienden a tener menos BAT. Cuando se activa, el BAT quema energía y absorbe grasas y azúcares. Los científicos suelen usar un tipo de escaneo especial que involucra un trazador de glucosa para medir cuánta energía está usando el BAT.
Sin embargo, estudiar el BAT en humanos es complicado. El tejido es difícil de acceder debido a su ubicación en el cuerpo, lo que hace difícil tomar Biopsias, que son muestras de tejido. La mayor parte de lo que sabemos sobre el BAT proviene de estudios en animales, como roedores. Investigaciones recientes destacaron que el BAT humano se comporta de manera diferente al BAT de los roedores, especialmente en cómo se activa por hormonas.
En adultos, el tejido adiposo marrón significativo se encuentra principalmente cerca de los riñones, a lo largo de la columna vertebral y en la zona del cuello. La mayoría de nuestro entendimiento de este tejido proviene de estudios que tomaron muestras durante cirugías por otras condiciones. Este método no permite estudios en tiempo real ya que el BAT suele estar inactivo durante estos procedimientos.
Los investigadores han estado buscando una forma mejor y más segura de tomar muestras de BAT sin necesitar procedimientos quirúrgicos invasivos. En este estudio, se probó un nuevo método usando ultrasonido para guiar biopsias con agujas pequeñas. Esto podría ayudar a recoger muestras de personas sanas y permitir un estudio más profundo del BAT.
Diseño del Estudio
La investigación recibió aprobación ética, y se invitó a voluntarios sanos de entre 18 a 45 años con un peso normal a participar. Aquellos que tenían enfermedades recientes, estaban medicados o tenían enfermedades crónicas no fueron incluidos. Antes de las biopsias, los participantes se sometieron a varias pruebas para asegurar que estaban sanos.
Después de un período de ayuno, los participantes llegaron al hospital. Se les indicó que no hicieran ejercicio antes de la biopsia. Los investigadores usaron ultrasonido para localizar el BAT en la zona del cuello. Después de inyectar un anestésico local, utilizaron una aguja de biopsia pequeña para recoger muestras de tejido. También tomaron una muestra de grasa abdominal para compararla.
Un total de 32 voluntarios sanos contribuyeron al estudio. Se recogieron biopsias, se congelaron rápidamente para pruebas, o se utilizaron para cultivar células preadipocíticas, que tienen el potencial de convertirse en células grasas.
ARN
Aislamiento y Análisis deLos investigadores aislaron RNA de las muestras de BAT y grasa abdominal recogidas. El proceso de extracción usó un kit especializado para maximizar la cantidad de RNA reunido de pequeñas muestras de tejido. Luego, el RNA se utilizó para evaluar la expresión de ciertos genes relacionados con el metabolismo de grasas.
A través de un análisis cuidadoso, pudieron verificar que habían aislado con éxito suficiente RNA de la mayoría de las muestras. Revisaron la presencia de genes específicos típicamente encontrados en grasa marrón y blanca para ver cómo se comparaban las muestras. Sorprendentemente, encontraron que un gen en particular estaba más activo en la grasa blanca que en la grasa marrón.
Cultivo y Diferenciación Celular
Las preadipocitas, las células que pueden desarrollarse en células grasas, fueron aisladas de ambos tipos de muestras de grasa. Los investigadores tenían como objetivo cultivar estas células en el laboratorio, lo que les permitiría estudiar su comportamiento y características. Descubrieron que aunque las células podían crecer, no todas podían transformarse en células grasas maduras.
Se observó que algunas culturas mostraban una tendencia a desarrollar células que no acumulaban grasa, lo que fue inesperado. Esto indicó que el método de recolección y manejo de las muestras necesitaba ser refinado para mejorar las tasas de éxito.
También examinaron la expresión de genes termogénicos, que son importantes para la quema de grasa. Los resultados mostraron que, aunque algunos genes podían ser activados, no había una diferencia clara entre culturas de grasa marrón y blanca.
Avances en el Método de Biopsia
El método de biopsia guiada por ultrasonido demostró ser rápido y relativamente fácil de realizar. La mayoría de los participantes reportaron molestias mínimas, aparte de un leve ardor por la anestesia. Sin embargo, hubo una complicación seria donde un participante desarrolló un neumotórax, que es una condición donde el aire se filtra en el espacio alrededor de los pulmones. Esto requirió intervención médica pero no resultó en efectos a largo plazo.
Este incidente destacó la importancia de considerar cuidadosamente los riesgos asociados con la toma de muestras de tejido de áreas sensibles como el cuello. Los investigadores notaron que usar una aguja más pequeña ayudó a prevenir complicaciones adicionales, aunque reconocieron los desafíos inherentes en este procedimiento.
Direcciones Futuras y Mejoras
Aunque el nuevo método de obtención de muestras fue prometedor, hay varias áreas para mejorar. Un problema importante es la variación en la cantidad de grasa marrón que tienen las personas. Algunos individuos pueden tener muy poca o ninguna, dependiendo de factores como la edad y el peso corporal.
Los estudios futuros podrían involucrar verificar la presencia de BAT usando técnicas de imagen antes de intentar tomar biopsias. Esto podría ayudar a los investigadores a dirigirse a individuos que tienen suficiente BAT para un estudio significativo.
Otra área que necesita atención es el proceso de extracción de RNA. Los métodos utilizados podrían ajustarse para obtener mejores resultados de muestras más pequeñas. Enfoques más suaves podrían ser necesarios para mejorar la calidad y cantidad de RNA.
Mejoras en cómo se manejan y cultivan las células también ayudarían a obtener resultados más confiables. Existen técnicas avanzadas para estudiar células individuales que podrían ser beneficiosas en el análisis de las pequeñas biopsias tomadas en este estudio.
Además, los investigadores deben evaluar cuidadosamente los genes que están midiendo. Algunos resultados inesperados mostraron expresiones génicas en grasa blanca que no se anticiparon, señalando posibles errores técnicos.
Conclusión
Esta investigación introdujo un nuevo método para obtener muestras de tejido adiposo marrón de sujetos humanos de manera segura. La capacidad de aislar preadipocitos de estas muestras y analizar la Expresión Génica ofrece una oportunidad valiosa para estudiar la biología del tejido adiposo marrón. Con más mejoras, este método podría ser instrumental para entender el papel del BAT en diversas enfermedades metabólicas y evaluar cómo responde a diferentes estímulos.
Al refinar las técnicas utilizadas en estos estudios, los científicos esperan desarrollar una mejor comprensión de cómo funciona la grasa marrón y su potencial para ayudar en el tratamiento de la obesidad. La investigación futura podría abrir puertas para explorar las interacciones entre la grasa marrón y otros procesos del cuerpo, allanando el camino para enfoques innovadores para abordar problemas de salud relacionados con el peso.
Título: An ultrasound-guided biopsy technique for obtaining supraclavicular brown fat biopsies and preadipocytes
Resumen: Studying activated human brown adipose tissue (BAT) in vivo poses challenges due to its intricate anatomical positioning. Through the implementation of an ultrasound-guided biopsy technique, we successfully collected BAT samples from the supraclavicular region of 27 healthy individuals. As a comparative control, subcutaneous white adipose tissue (WAT) was similarly extracted from the same participants. Furthermore, we isolated progenitor cells from four tissue biopsies in both regions, subsequently subjecting them to a 12-day in vitro differentiation protocol following stimulation with 10 {micro}M norepinephrine. To assess the mRNA expression of thermogenic genes within these small tissue samples, we employed a targeted cDNA amplification procedure, followed by conventional quantitative PCR (qPCR). Our study demonstrated that, with further refinement, this biopsy methodology can be used to obtain thermogenic adipose tissue. However, the expression data exhibited considerable diversity, and no statistically significant overall trends emerged for any of the five BAT marker genes (UCP1, PPARGC1A, PRDM16, CIDEA, CITED1), nor for the WAT marker HOXC8. The differentiation capacity of the progenitor cells revealed irregularities, with only three adipocyte cultures (two WAT and one BAT) displaying satisfactory differentiation potential. Remarkably, the differentiated BAT culture displayed a significantly elevated basal UCP mRNA expression level, further induced by 1.7-fold upon stimulation with norepinephrine. In summary, based on the in vitro data, brown adipose samples can be obtained using our ultrasound-guided biopsy technique approach. However, significant refinements are necessary before robust in vivo data can be generated in future intervention studies.
Autores: Søren Nielsen, E. S. Andersen, N. Z. Jespersen, T. I. Henriksen, B. K. Pedersen, C. Scheele
Última actualización: 2024-05-02 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.570595
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.570595.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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