Un equip de la UB identifica el paper de la proteïna GLUT2 en el desenvolupament del cervell del peix zebra

El nou treball obre la porta a lʼús del peix zebra (Danio rerio) com un model per estudiar malalties causades per variacions en aquesta proteïna, com ara la síndrome de Fanconi-Bickel (FBS), una malaltia minoritària originada per lʼabsència de GLUT2 que provoca greus disfuncions del metabolisme dels glúcids en fetge i ronyons. En lʼestudi, dirigit per Josep Planas, professor del Departament de Fisiologia i Immunologia i de lʼInstitut de Biomedicina de la UB, també hi col·laboren investigadors de la Universitat de Leiden.

La glucosa, clau en el metabolisme cel·lular

El GLUT2 és un transportador de glucosa que permet lʼentrada dʼaquesta molècula ―un monosacàrid imprescindible per al funcionament del cervell― a lʼinterior de les cèl·lules. Amb lʼobjectiu dʼinvestigar la funció dʼaquest transportador en el desenvolupament embrionari, lʼequip de la UB va inactivar GLUT2 en embrions de peix zebra i va observar quines diferències es produïen respecte al desenvolupament dʼembrions normals. «Quan manca GLUT2, les cèl·lules entren en apoptosi (mort cel·lular programada)», explica el professor Josep Planas. «A més ―continua―, apareix alterada una àrea del cervell que en els mamífers sʼha demostrat que serveix per detectar els canvis dels nivells de glucosa. Aquesta àrea també està implicada en la regulació de lʼapetit, en la despesa energètica i en lʼhomeòstasi de la glucosa».

Aquest sistema detecta, per exemple, la manca de glucosa després dʼun dejuni o lʼexcés dʼaquest monosacàrid provocat per una ingesta dʼaliments, i organitza tota la resposta endocrina de lʼorganisme per mantenir els nivells de glucosa necessaris per sobreviure.

«En aquest treball demostrem per primera vegada el paper essencial de GLUT2 en el desenvolupament primerenc. A més, també relacionem la manca de GLUT2 amb alteracions de les estructures que després formaran part dʼaquest sistema de regulació de la glucosa del cervell», resumeix Josep Planas.

Model per a lʼestudi de malalties metabòliques

Aquesta recerca podria tenir implicacions per a lʼestudi i el tractament de malalties caracteritzades per la manca de glucosa com ara la síndrome de Fanconi-Bickel. «Les persones que pateixen aquesta síndrome tenen problemes psicomotrius, ja que tenen alterat el desenvolupament del cerebel i el mecanisme de regulació de la glucosa», indica Planas. Els embrions de peix zebra sense GLUT2 presenten trets similars als dʼaquesta síndrome. Per això, els autors de la recerca creuen que podrien servir com a model per estudiar amb més detall estratègies per tractar aquest tipus de malalties.

El peix zebra té lʼavantatge de ser una espècie que es desenvolupa molt ràpidament i fora del cos de la mare. A més, és molt més tractable i manipulable genèticament que altres models de laboratori (per exemple, els ratolins). Tot plegat, proporciona una oportunitat única per desentranyar els mecanismes dʼaquesta malaltia poc freqüent.

El grup de la UB impulsarà noves recerques per conèixer les conseqüències dʼinactivar GLUT2 en peixos zebra adults completament desenvolupats. «Aquesta serà una demostració clau per comprendre millor el paper funcional de GLUT2 en la regulació de la glucosa i també per identificar quines són les neurones que entren en apoptosi, moren i alteren el seu patró dʼexpressió sense aquest transportador», conclou lʼinvestigador.

Referència de lʼarticle

Rubén Marín-Juez, Mireia Rovira, Diego Crespo, Michiel van der Vaart, Herman P. Spaink i 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