Proyecto I+D+i 2020 «Generación de Conocimiento»: Mecanismos sensores del estado metabólico y nutricional en neuronas Kiss1: implicaciones en el control de la pubertad y sus alteraciones en condiciones de obesidad.

3 Junio 2024

La pubertad es un periodo único del desarrollo de todo individuo, en el que se alcanza la madurez somática y sexual, se producen importantes cambios psicológicos y se alcanza la capacidad reproductiva. Consecuentemente, la pubertad está controlada por circuitos de regulación muy sofisticados, que son sensibles a múltiples señales, tanto endógenas (por ej., el estado nutricional del organismo) como externas (desde los ritmos de luz/oscuridad hasta los contaminantes ambientales). Destacablemente, en las últimas décadas, parece estar produciéndose alteraciones en la edad de la pubertad, especialmente en niñas, que podrían suponer un riesgo para la salud en etapas posteriores de la vida, pero cuyas causas permanecen aún en gran medida desconocidas.

Numerosas evidencias, incluyendo datos del propio grupo investigador, han documentado el papel clave de las kisspeptinas, una familia de factores producidos por el gen Kiss1, en el control cerebral de la pubertad, y han demostrado que poblaciones de neuronas productoras de kisspeptinas, situadas en una región del cerebro llamada hipotálamo, son elementos esenciales en la transmisión de las acciones moduladoras de múltiples señales de control puberal, incluyendo los factores metabólicos y nutricionales; campo en el que el grupo de investigación ha realizado contribuciones destacadas en los últimos años. Pese a todo, los mecanismos precisos por los que el estado nutricional del organismo, y particularmente las condiciones en las que éste se altera, tales como la subnutrición o la obesidad, afectan la función de las neuronas Kiss1, como base de posibles trastornos puberales, no han sido suficientemente clarificados hasta la fecha.
 

Figura 1
Figura 1. Análisis específico de circuitos en áreas hipotalámicas concretas, tales como el núcleo arcuato (ARC), donde se localizan las neuronas Kiss1.

Este proyecto de investigación, financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), plantea el uso de modelos preclínicos de pubertad normal y alterada a fin de arrojar luz acerca de nuevos mecanismos de control metabólico de la mencionada etapa. Se prestará especial atención al estudio del papel de las neuronas Kiss1 en este proceso. Para ello, se aplicarán sistemas sofisticados de aislamiento de estas neuronas, a fin de poder analizar la expresión en ellas de factores implicados en el control metabólico, con especial atención a sistemas de censado de nutrientes y otros mediadores, y se llevarán a cabo estudios fisiológicos en los que se manipularán componentes de determinadas rutas de señalización metabólica para evaluar el impacto de dichas manipulaciones sobre la edad de la pubertad, en los modelos antes mencionados, tanto en situaciones de nutrición normal como alterada (por ej., sobrepeso de inicio temprano). Mediante la aplicación de técnicas de última generación, el proyecto ofrecerá información muy novedosa sobre cómo el estado nutricional del organismo modula la función de las neuronas Kiss1, y de esta manera influye sobre la edad de la pubertad.

Dadas las tendencias detectadas en las últimas décadas sobre la mayor frecuencia de alteraciones en la edad de pubertad, especialmente en niñas, y el hecho de que estas alteraciones se han asociado a una mayor incidencia de trastornos de la salud en etapas posteriores de la vida, este proyecto no solo logrará esclarecer aspectos muy importantes de la función de las kisspeptinas en el control de la pubertad por señales metabólicas y nutricionales, sino que además aportará conocimiento muy relevante acerca de los mecanismos por los que se producen ciertos desórdenes puberales asociados a la obesidad infantil y otras alteraciones nutricionales, posibilitando incluso identificar, en el largo plazo, nuevas dianas para el tratamiento de los mismos. Por tanto, a pesar de tratarse de una investigación básica, los resultados del proyecto poseen, además de expectativas de impacto científico, posibles implicaciones de tipo social y económico, al aportar información novedosa y relevante en áreas como la salud y la prevención de la enfermedad, especialmente en poblaciones sensibles, como la infancia y la adolescencia.

Investigadores/as Principales del proyecto
Manuel Tena-Sempere

Manuel Tena-Sempere (1969), es doctor en Medicina por la Universidad de Córdoba (UCO). Catedrático del Área de Fisiología de la UCO desde 2007, MTS es además director del grupo BIO-310 del Plan Andaluz de Investigación, investigador principal de grupo del CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (Instituto de Salud Carlos III) e investigador responsable de grupo en el Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (IMIBIC). También ha sido responsable científico de numerosos proyectos de investigación del Plan Estatal de I+D+i, los Programas Marco de la EU, el Instituto de Salud Carlos III y la Junta de Andalucía (Proyectos Excelencia), además de proyectos de colaboración con compañías farmacéuticas. 

Es experto internacional en Neuroendocrinología del Metabolismo y la Reproducción, con atención a la caracterización de los mecanismos neurohormonales y moleculares responsables del control de la pubertad y su modulación por señales metabólicas. Sus actividades de investigación han permitido igualmente definir las acciones sobre el eje reproductor de diversos factores hormonales implicados en la homeostasis energética, así como la influencia de señales gonadales sobre el control del metabolismo y el peso corporal. El objetivo último es conocer las bases fisiopatológicas de alteraciones de la pubertad y la reproducción en condiciones metabólicas desfavorables (por ej., obesidad), así como definir la contribución de la disfunción gonadal al desarrollo/perpetuación de enfermedades metabólicas.