Regulación hipotalámica de la homeostasis energética

El hipotálamo es el regulador principal de la homeostasis energética en respuesta a los nutrientes para controlar así el uso y el gasto de la energía. El interés de nuestro grupo reside en evaluar cómo las neuronas del hipotálamo, en especial las del hipotálamo mediobasal (HMB), responden a retos metabólicos como una sobrecarga de ácidos grasos, una dieta alta en grasas o el ayuno para regular el metabolismo periférico. Estudiamos los mecanismos moleculares mediante los cuales las neuronas del hipotálamo responden a las fluctuaciones de lípidos (ceramidas, endocannabinoides, ácidos grasos) y neuropéptidos (como la leptina o la ghrelina) en el cerebro y cómo estas señales del hipotálamo regulan la ingesta de comida, el gasto total de energía, la termogénesis del tejido adiposo marrón (TAM) así como el metabolismo de los ácidos grasos en el hígado, músculo o tejido adiposo blanco.

Esta dinámica del hipotálamo es especialmente relevante en el desarrollo de enfermedades metabólicas crónicas, como por ejemplo la obesidad o la diabetes de tipo 2, que tienen una alta prevalencia en la actualidad. Así pues, intentamos identificar nuevas dianas en el hipotálamo para luchar contra las alteraciones metabólicas. En particular, una línea de investigación principal del grupo se centra en la isoforma neuronal carnitina palmitoiltransferasa 1 C (CPT1C). Esta proteína se expresa en las neuronas y, a pesar de la falta de actividad catalítica, desarrolla un papel crucial en el fenotipo obesogénico. Nuestro grupo ha demostrado que los ratones KO de CPT1C muestran una alteración en el metabolismo de las ceramidas en las neuronas, lo que es un paso clave en la vía de la señalización de la ghrelina y la leptina en el hipotálamo. Asimismo, se necesita la CPT1C en el hipotálamo ventral para percibir adecuadamente un equilibrio energético negativo y el tipo de combustible utilizado en hígado y músculo. Nuestro objetivo es ahora dilucidar la función neuronal de la CPT1C en el hipotálamo para responder a las adaptaciones metabólicas y prevenir el fenotipo obesogénico. Además, buscamos métodos basados en la nanomedicina capaces de modificar la CPT1 en el hipotálamo. 

El laboratorio de neurolípidos utiliza técnicas biomédicas y moleculares para comprender los mecanismos moleculares mediante los cuales el hipotálamo percibe los retos metabólicos y responde a los mismos. En particular, utilizamos modelos de ratones con obesidad para desarrollar determinaciones in vivo (p. ej. termogénesis en el TAM, administración central de fármacos u hormonas, metabolismo de ceramidas hipotalámica y endocannabinoides, entre otros).