Generación de mutantes de leptina humana como alternativa terapéutica en el tratamiento de la obesidad (Un enfoque especifico de la W100E)

Abstract

La leptina es una hormona que se encarga de regular el equilibrio energético. Desde hace dos décadas de su descubrimiento varios esfuerzos se han realizado para comprender su papel en la regulación del metabolismo de la conducta alimentaria, la reproducción, homeostasis de la glucosa, la respuesta inmune, la formación de hueso, metabolismo de los lípidos, entre otros, pero su uso como agente terapéutico en pacientes obesos es aun limitada debido al síndrome de resistencia a la leptina. Para obtener su estructura cristalográfica fue necesario sustituir un triptófano por un ácido glutámico en la posición 100 (W100E), creando así una leptina mutante la cual se ha reportado que tiene una actividad biológica comparable con la actividad de la proteína silvestre (WT). En este trabajo nosotros reportamos un estudio comparativo del espacio conformacional de la leptina WT y W100E, utilizando simulaciones de dinámica molecular a 300, 400 y 500 K, en donde detectamos diferencias entre las interacciones de las dos proteínas con efectos locales y distantes, resultando en cambios en su conformación, compactación del área expuesta a la superficie, potencial electrostático y comportamiento dinámico, así como también la serie de eventos que ocurren durante el desplegamiento de ambas construcciones. Por otro lado, también evaluamos la estabilidad de la leptina humana W100E mediante el desplegamiento/plegamiento inducido químicamente y térmicamente a diferentes pH, utilizando la técnica espectroscópica de dicroísmo circular. Donde los resultados demuestran que el desplegamiento de la leptina humana W100E se lleva a cabo mediante un mecanismo de dos estados tanto química como térmicamente, se calcularon los parámetros termodinámicos (ΔG, ΔH, Tm y m) asociados con las reacciones del proceso de desplegamiento. También en este estudio nosotros determinamos el efecto de la leptina W100E donde observamos que esta redujo la ingesta de alimentos, peso corporal y los niveles de triglicéridos, pero incremento los niveles de colesterol-HDL en ratones obesos sujetos a una dieta hipercalórica, por otro lado en ratones con dieta normal el tratamiento con leptina W100E se aumentó la ingesta de alimentos, pero no se aumentó el peso corporal y el colesterol total, sin embargo cuando se interrumpe el tratamiento detectamos un aumento significativo en el peso corporal en todos los grupos de ratones, aparte del grupo control, lo que indica un efecto rebote. Todos estos resultados apoyan nuestra comprensión de la señalización, la estabilidad y la sensibilidad de la leptina y por lo consiguiente esto podría ser relevante para el uso potencial de la leptina en el tratamiento contra la obesidad y condiciones de sobrepeso.