El impacto de una dieta alta en grasas en la salud renal
La investigación revela cómo las dietas altas en grasas afectan la función renal y posibles vías de tratamiento.
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Tabla de contenidos
La Enfermedad Renal Crónica (ERC) es un problema de salud bastante común que afecta alrededor del 12% de la gente en todo el mundo. Muchos ni siquiera saben que la tienen. Esta condición provoca un descenso gradual en la función renal, haciendo que el cuerpo retenga líquido en exceso y acumule desechos. Los síntomas de la ERC pueden incluir problemas cardíacos, inflamación, mala nutrición y problemas con la regulación de insulina, lo que contribuye a tasas más altas de enfermedad y muerte relacionadas con la falla renal.
Hay varios factores que aumentan el riesgo de desarrollar ERC. Estos incluyen diabetes, alta presión arterial, envejecimiento, obesidad y un índice de masa corporal (IMC) elevado. La investigación muestra que los pacientes obesos con enfermedades renales primarias tienden a tener peores resultados de salud. Además, después de un trasplante de riñón, los pacientes con IMC alto tienen más probabilidad de complicaciones, que aumentan a medida que el IMC sube. Recientemente, también ha habido interés en cómo la ingesta de grasas en la dieta afecta la salud renal.
Grasa y Salud Renal
En los pacientes con ERC, las células especializadas en los riñones, llamadas podocitos, pueden desarrollar depósitos de grasa. Estas gotitas de grasa pueden dañar las células al interferir con su función normal. Estudios en modelos animales, como ratas y ratones, han demostrado que una Dieta alta en grasas (DHF) puede llevar a obesidad, diabetes y daño renal. Esto se mide a través de varias pruebas que muestran cuán bien están funcionando los riñones. Los mismos problemas de gotas lipídicas que se ven en modelos animales se observan en casos humanos de ERC, llevando a estrés celular e inflamación en los riñones.
Esta acumulación de grasa en los riñones también interfiere con su capacidad para filtrar la sangre adecuadamente. Se ha notado que tanto la grasa en la dieta como la grasa almacenada en el cuerpo pueden afectar negativamente la función renal.
Drosophila como Organismo Modelo
La mosca de la fruta, o Drosophila melanogaster, se ha usado en investigaciones para estudiar muchas enfermedades humanas, incluida la ERC. Estudios recientes indican que el daño relacionado con la grasa también puede observarse en los nefrocitos de las moscas de fruta. Los nefrocitos son células en las moscas que realizan funciones similares a las de las células renales humanas.
En un estudio que usó moscas con una DHF, los investigadores encontraron que hubo acumulación de grasa y disfunción celular, similar a lo que se observa en la ERC humana. Se encontró que una enzima específica relacionada con la grasa ayuda a proteger la capacidad de los nefrocitos para absorber sustancias importantes, incluso cuando las moscas consumieron una dieta alta en grasas.
Efectos de la Dieta Alta en Grasas sobre los Nefrocitos
Para entender cómo una dieta alta en grasas impacta la función renal, los investigadores alimentaron a las moscas de fruta con una dieta normal o una dieta alta en grasas. Evaluaron cuán bien los nefrocitos podían absorber tintes fluorescentes, que indican función. Los resultados mostraron que las moscas con una dieta alta en grasas tenían una capacidad reducida para absorber estos tintes, confirmando que el modelo de alta grasa es adecuado para estudiar la enfermedad renal.
Cambios en la Estructura de los Nefrocitos
La estructura de filtración de los nefrocitos es crítica para su función. Los investigadores examinaron si la dieta alta en grasas causaba cambios en esta estructura. Buscaron una proteína importante para la filtración. En las moscas con una dieta normal, esta proteína era visible en un patrón específico que indicaba función adecuada. Sin embargo, en las moscas con una dieta alta en grasas, este patrón se volvió irregular, sugiriendo que la estructura de filtración estaba dañada. Esta interrupción estructural probablemente explica la absorción disfuncional vista en los nefrocitos alimentados con alta grasa.
Investigando la Activación de la Vía JAK-STAT
La vía de señalización JAK-STAT juega un papel importante en muchos procesos celulares, incluidas las respuestas al estrés y a la inflamación. Los investigadores encontraron que esta vía se activaba en los nefrocitos de moscas con una dieta alta en grasas. Usando marcadores fluorescentes especiales, observaron un aumento de la actividad de esta vía en estas células.
El Impacto de la Activación de JAK-STAT
Para entender cómo la activación de JAK-STAT afecta la función de los nefrocitos, los investigadores probaron un modelo donde la vía se activó intencionalmente. Encontraron que activar esta vía reducía la capacidad de las células para absorber sustancias necesarias. Esto fue importante, ya que vinculó el estrés de la dieta alta en grasas directamente con la disfunción de los nefrocitos.
Más pruebas confirmaron que disminuir la actividad de JAK-STAT mejoraba la función de los nefrocitos. Cuando los investigadores silenciaron ciertos componentes de esta vía, los nefrocitos mostraron mejores capacidades de absorción. Este hallazgo sugiere que la vía JAK-STAT podría ser un objetivo para tratar problemas renales relacionados con dietas altas en grasas.
Rol de Socs36E y Upd2 en Nefrocitos
Otro factor importante en la vía JAK-STAT es una proteína llamada Socs36E, que actúa como un freno en este proceso de señalización. Los investigadores encontraron que reducir Socs36E en nefrocitos llevó a capacidades de absorción disminuidas, mostrando su papel vital en mantener la función de los nefrocitos.
Además, se estudió una proteína llamada Upd2, que es similar a la leptina humana y está involucrada en la regulación de los niveles de energía. La sobreexpresión de Upd2 en moscas de fruta llevó a una reducción de la función de los nefrocitos. Este efecto apoya aún más la idea de que la vía JAK-STAT media el impacto de las dietas altas en grasas sobre las células renales.
Restaurando la Función de los Nefrocitos
Para confirmar si la vía JAK-STAT conecta directamente la dieta alta en grasas con la disfunción de los nefrocitos, los investigadores usaron un método para reducir la actividad en los nefrocitos. Notablemente, cuando se redujo Stat92E en estas células, su capacidad para absorber nutrientes mejoró, especialmente cuando las moscas estaban en una dieta alta en grasas. Esto sugiere que bloquear la activación de JAK-STAT podría ser una forma efectiva de restaurar la función de los nefrocitos.
Pruebas de Tratamiento con Metotrexato
El metotrexato es un medicamento conocido por inhibir la vía JAK-STAT. Los investigadores trataron a las moscas en dietas normales y altas en grasas con Metotrexato para ver si podría mejorar la función de los nefrocitos. Encontraron que, aunque no afectó a los nefrocitos en una dieta normal, mejoró enormemente la función en aquellos alimentados con una dieta alta en grasas. Este resultado apoya la idea de que la actividad de JAK-STAT es un factor significativo en la disfunción renal relacionada con la dieta alta en grasas.
Implicaciones para el Tratamiento
Los estudios realizados en moscas de fruta muestran que la señalización JAK-STAT es una vía esencial que conecta la ingesta de grasa en la dieta y la salud renal. Descubrir que bloquear esta vía puede mejorar la función de los nefrocitos es prometedor para desarrollar nuevos tratamientos para la enfermedad renal crónica.
Los tratamientos actuales para la enfermedad renal diabética a menudo se centran en controlar los síntomas en lugar de abordar las vías subyacentes. La investigación sugiere que dirigir la vía JAK-STAT podría proporcionar una nueva vía para intervenciones terapéuticas.
Conclusiones
La enfermedad renal crónica está estrechamente relacionada con factores dietéticos, especialmente la ingesta alta de grasas. La investigación que usa moscas de fruta ha arrojado luz sobre cómo la grasa afecta la función renal a nivel celular, particularmente a través de la vía de señalización JAK-STAT. Los hallazgos indican que tanto la acumulación de grasa como la activación de vías de estrés juegan papeles significativos en la disfunción renal.
Al entender mejor estos mecanismos, pueden surgir nuevas estrategias de tratamiento que podrían beneficiar a muchas personas que sufren condiciones relacionadas con la enfermedad renal crónica y la obesidad. El modelo de la mosca de fruta ofrece una plataforma valiosa para examinar terapias potenciales y explorar las conexiones entre la dieta y la salud renal.
A medida que el mundo continúa enfrentando tasas crecientes de obesidad y problemas de salud relacionados, la investigación continua sobre los vínculos entre la dieta, la función celular y la prevención de enfermedades será crucial para mejorar los resultados de salud. Establecer una comprensión más clara de estas relaciones puede abrir puertas a intervenciones efectivas que ayuden a combatir la enfermedad renal crónica y mejorar la salud en general.
Título: JAK-STAT pathway activation compromises nephrocyte function in a Drosophila high-fat diet model of chronic kidney disease
Resumen: Chronic kidney disease is a major healthy issue and is gaining prevalence. Using a Drosophila model for chronic kidney disease we show that a high-fat diet (HFD) disrupts the slit diaphragm filtration structure in nephrocytes, the fly functional equivalent of mammalian podocytes. The structural disruption resulted in reduced filtration function in the affected nephrocytes. We demonstrate that a HFD activates the JAK-STAT pathway in nephrocytes, which has previously been linked to diabetic kidney disease. JAK-STAT activation was initiated by increased expression and release of the adipokine, Upd2, from the fat body. This leptin-like hormone is a known ligand of JAK-STAT. Both genetic and pharmacological inhibition of JAK-STAT restored nephrocyte HFD-associated dysfunction. Altogether, our study reveals the importance of the JAK-STAT signaling pathway in the adipose tissue-nephrocyte axis and its contribution to HFD-associated nephropathy. These findings open new avenues for intervention in treating diabetic nephropathy and chronic kidney disease. HIGHLIGHTSO_LIHigh-fat diet (HFD) disrupt nephrocyte slit diaphragm structure and filtration C_LIO_LIHFD releases fat body adipokine, Upd2, which activates JAK-STAT in nephrocytes C_LIO_LIGenetic/pharmacological inhibition of JAK-STAT reverses HFD nephrocyte dysfunction C_LIO_LIJAK-STAT signaling mediates adipose-nephrocyte axis in HFD-associated nephropathy C_LI IMPACT STATEMENTUsing a Drosophila model for chronic kidney disease, Zhao et al. show that a high-fat diet induces excretion of a leptin-like JAK-STAT ligand from the fat body. Thus, driving the adipose-nephrocyte (podocyte equivalent) axis through activated JAK-STAT signaling. These findings link obesity to kidney disease, implicating new avenues for therapeutics.
Autores: Zhe Han, Y. Zhao, J. Duan, J. van de Leemput
Última actualización: 2024-03-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.583967
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.583967.full.pdf
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