Investigadores de la Universidad de Tokio utilizaron un enfoque transómico, combinando datos de genes y metabolitos para identificar y conectar los muchos procesos separados involucrados en la respuesta a la glucosa y apreciaron que las células sanas y las células con diabetes tipo 2 utilizan vías completamente diferentes para controlar los niveles de azúcar en sangre.
Después de ingerir una comida o una bebida azucarada , la insulina activa las células para permitir que las moléculas de glucosa pasen de la sangre a las células, donde la glucosa se descompone y se convierte en energía. En la diabetes tipo 2, las células se vuelven insensibles a la insulina, por lo que la glucosa permanece en la sangre y provoca niveles elevados de azúcar en sangre prolongados, conocidos como hiperglucemia. Décadas de investigación sobre la diabetes han revelado que muchas vías de señalización se activan cuando la glucosa está dentro de la célula. Muchas de esas vías involucran enzimas y pequeñas moléculas llamadas metabolitos, que son en sí mismas productos de vías metabólicas.
El equipo estudió ratones sanos y una cepa de ratón con una mutación genética que hace que los ratones coman en exceso y desarrollen diabetes en la edad adulta. Todos los ratones bebieron agua azucarada y luego los investigadores esperaron entre 20 minutos y cuatro horas antes de tomar muestras de sangre y disecar su hígado.
Después buscaron en bases de datos científicas información sobre cualquier molécula que responda a la glucosa que habían identificado en sus mediciones. El conocimiento de las bases de datos permitió a los investigadores conectar estas moléculas individuales a redes de vías de señalización intercelular. Construyeron un mapa transómico de cinco capas con información sobre la señalización de la insulina, factores de transcripción enzimas, reacciones metabólicas y metabolitos.
Los ratones sanos responden rápidamente a la glucosa utilizando enzimas y metabolitos producidos como subproductos del metabolismo de la glucosa, volviendo a los niveles normales de azúcar en sangre en aproximadamente una hora. Los ratones obesos carecen de la mayor parte de esta respuesta rápida y cambian la expresión de algunos genes durante varias horas y producen diferentes moléculas para hacer frente a la glucosa.Este enfoque más lento y muy diferente en ratones obesos se ajusta a la comprensión típica de la diabetes como el deterioro global del control metabólico. Además, el enfoque utilizado en ratones obesos requiere que las células gasten más energía en comparación con las rutas específicas y especializadas que se activan en las células sanas .
Los investigadores esperan que los datos contenidos en la red transómica permitan encontrar nuevas vías de señalización celular para explorar, tanto en general como para el metabolismo específico de la glucosa.
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