La biología está envuelta en lípidos:grasas, aceites e incluso las ceras envuelven las células y sus orgánulos, mediar el flujo de vastas redes de información biológica, proteger los tejidos frágiles, y almacenar energía esencial en múltiples organismos.
Pero a pesar de su importancia, Los lípidos han estado tradicionalmente entre las biomoléculas más difíciles de estudiar debido a la diversidad de sus estructuras moleculares. que no están determinados por los bloques de construcción bien definidos y las reglas simples que gobiernan el ADN, ARN, y proteínas. Y esta diversidad significa que, a diferencia de la construcción y el análisis de bases de datos de genomas y transcriptomas, los lípidos requieren procedimientos analíticos más personalizados.
Debido a esto, Es muy difícil estudiar la función fisiológica de una gran mayoría de especies de lípidos o la forma en que se regulan con tanta precisión en las células. Pero mientras las tecnologías lipidómicas avanzan, traducir sus hallazgos en aplicaciones médicas e introducirlos en los laboratorios clínicos sigue siendo un desafío considerable.
Este es el desafío que el equipo de Johan Auwerx en EPFL, en colaboración con el grupo de Dave Pagliarini de la Universidad de Wisconsin-Madison, se encargó de medir casi 150 especies de lípidos en la sangre y el hígado de ratones. También siguieron esto identificando los reguladores genéticos de cada especie de lípidos, así como sus funciones fisiológicas.
Los investigadores utilizaron enfoques de genética de sistemas para combinar los datos lipidómicos con otros conjuntos de datos "ómicos" (fenómicos, proteómica, transcriptómica) de esta población de ratones (los llamados BXD). El enfoque identificó especies de lípidos en plasma y sangre de diferentes clases de lípidos como firmas de estados metabólicos saludables o no saludables.
Por ejemplo, Los científicos demostraron siete especies de triglicéridos en plasma como firmas de hígado graso o hígado graso sano y enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD). Su observación fue validada en un modelo dietético y terapéutico independiente de NAFLD en ratones y en plasma de pacientes con NAFLD.
"Este hallazgo alimenta el optimismo de que las especies de lípidos podrían servir como firmas o biomarcadores que reemplazarán las biopsias de tejido invasivas que se utilizan actualmente para diagnosticar enfermedades como la EHGNA, simplemente midiendo especies de lípidos específicas en la sangre, "dice Johan Auwerx.
En un artículo complementario publicado al mismo tiempo, los autores identifican como firmas de hígado graso o sano un subconjunto de los lípidos de cardiolipina, que son los fosfolípidos esenciales en la membrana interna de las mitocondrias.
En ambos papeles, los investigadores señalan varias ubicaciones genéticas que pueden regular la producción de especies de lípidos. Al comparar los datos genéticos de la población de ratones BXD con los datos de los denominados estudios de asociación de todo el genoma de trastornos relacionados con los lípidos en humanos, pudieron identificar genes comunes entre ratones y humanos que regulan los lípidos.
"Analizar los lípidos y encontrar su función fisiológica puede que nunca sea tan sencillo como estudiar los ácidos nucleicos o las proteínas, "dice Auwerx." Pero estos estudios complementarios proporcionan una base para comprender la regulación genética y el significado fisiológico de las especies de lípidos, demostrando una vez más el potencial de la minería de Big Data para abordar cuestiones biológicas y clínicas ".
