Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC), a través del Grupo de Patobiología Molecular Acuática, ha liderado el estudio, con la colaboración entidades nacionales e internacionales y en el marco del proyecto de investigación “PhosFishFarm”, financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.
Los científicos han caracterizado unas nuevas neuronas hipotalámicas que fabrican un nuevo neuropéptido, bautizado con el nombre PTH4, dado su gran parecido con la familia de las hormonas paratiroides. Han observado que actúa como un potente regulador de la densidad ósea en peces.
Se abren ahora nuevas líneas de investigación acerca de su posible aplicación farmacológica para combatir la pérdida de masa ósea o la osteoporosis en humanos y acerca del desarrollo de nuevas estrategias de acuicultura intensiva que permitan, a través de la mejora de los piensos con menos fosfatos, un desarrollo medioambiental y económico más sostenible para esta actividad.
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha liderado un estudio internacional que ha permitido descubrir y caracterizar en peces un nuevo neuropéptido perteneciente a la familia de las hormonas paratiroides, denominado PTH4. Según se ha revelado a través de ensayos en laboratorio con peces cebra, esta molécula tiene un papel esencial en la formación y regulación ósea de estos animales acuáticos, pues influye en los niveles de calcio y fósforo y afecta a la expresión de genes involucrados en el mantenimiento de la homeostasis del fosfato.
Además, a través de estudios de genómica comparativa, los científicos han comprobado que ese neuropéptido desapareció del genoma de los primeros mamíferos placentarios (la infraclase a la que pertenece el ser humano) hace unos 165 millones de años, lo que relacionan con la pérdida evolutiva de los vertebrados al pasar del medio acuático al terrestre.
Dada la gran semejanza de este nuevo neuropéptido a la hormona paratiroidea humana, la cual controla la cantidad de calcio y fosfato en los huesos, y por lo tanto, la fuerza y densidad ósea, este hallazgo abre la puerta a nuevas líneas de investigación. En concreto, a estudios sobre la posible aplicación farmacológica de este neuropéptido en tratamientos para combatir la perdida de masa ósea o osteoporosis en humanos.
Los detalles del estudio, que ha estado liderado por Josep Rotllant Moragas (Grupo de Patobiología Molecular Acuática-Instituto de Investigaciones Marinas, Vigo), se acaban de publicar en la prestigiosa revista americana FASEB Journal. El estudio ha contado con la colaboración de diferentes laboratorios pertenecientes a centros de investigación y universidades de España, Portugal y Estados Unidos.
El estudio: objetivos, resultados y nuevas líneas de investigación
Se inició en 2015, en el marco del proyecto de investigación “PhosFishFarm. Identificación y caracterización de un nuevo neuropéptido involucrado en la homeostasis del fosfato. Un elemento clave para la sostenibilidad del cultivo intensivo de peces”, financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.
“El objetivo global de esta investigación, que concluirá en 2017, es incrementar el conocimiento sobre los mecanismos cerebrales de los peces que regulan el equilibrio del fósforo, macronutriente esencial para la formación y el desarrollo de tejidos óseos. Para ello, seleccionamos como objeto de estudio el pez cebra”, explica Rotllant.
Tras descubrir el nuevo péptido y revelar que las células que lo producían eran neuronas localizadas en una parte muy específica del cerebro llamada hipotálamo lateral, los científicos se han centrado en su caracterización funcional a través de la creación de animales mutantes y transgénicos.
“Los neuropéptidos son moléculas pequeñas formadas por la unión de dos o más aminoácidos que se originan en el cerebro a nivel neuronal y que tienen una función tanto estimulante como inhibidora de numerosos procesos en el cuerpo humano como hormonas. En este sentido, hemos observado que el PTH4 es sintetizado por un reducido número de neuronas hipotalámicas y, mediante la realización de experimentos de expresión génica diferencial, hemos comprobado que es un potente regulador de la homeostasis del fosfato y, consecuentemente, de la densidad mineral ósea. Por tanto, consideramos que este neuropéptido, hasta ahora desconocido, forma parte de una nueva vía neural de señalización cerebro-hueso en los peces”, explica Paula Suárez Bregua, estudiante de doctorado en el grupo Patobiología que realiza su tesis en el marco del proyecto PhosFishFarm.
Tras este hallazgo, los científicos están inmersos en un estudio detallado tanto a nivel genético como epigenético de los efectos que tiene el contenido de fósforo de la dieta en la regulación de la expresión del gen PTH4 y cómo afecta éste al correcto desarrollo y crecimiento de los animales.
Pez con tomografía computerizada osea. Foto: IM (Vigo)