Knowing Neurons
¿Sabías que…?ColaboracionesEntrevistasFundamentos del cerebroNeuro noticias

Las Diferencias Sexuales en el Control Neuronal de la Termogénesis: Una Entrevista con la Dra. Stephanie Correa

Artículo original: Sex Differences in the Neural Control of Thermogenesis: An Interview with Dr. Stephanie Correa

Traducido por Jenna Hartstein

~~~

Comprender la complejidad de la mente y el cuerpo humanos es una hazaña que algunos dirían es imposible. Mientras la comunidad científica continúa su actividad a pesar de la inmensa extensión de lo desconocido, una cosa es cierta: comprender la complejidad de la biología humana es absolutamente imposible si sólo estudiamos la mitad de la población. Durante muchos años, los ensayos clínicos y experimentos se limitaron a participantes estrictamente masculinos, y a machos en organismos modelo. El mundo científico no reconoció el papel del sexo en muchas funciones biológicas y procesos de orden superior aparte de la reproducción.

Afortunadamente, ahora los investigadores entienden mejor cómo el sexo influye en la biología humana, incluyendo la respuesta a enfermedades y sus terapias. Esta nueva conciencia ha creado una comunidad de investigadores cuya misión es entender las diferencias biológicas entre hombres y mujeres y aprovechar estas diferencias para crear intervenciones más efectivas de las enfermedades. Entre estos científicos pioneros está la neurobióloga Stephanie Correa. La Dra. Correa recibió su doctorado en neurobiología y comportamiento de la Universidad de Cornell y realizó su trabajo de posgrado en la Universidad de California, San Francisco (UCSF) donde estudió la regulación neuronal de la actividad física y peso corporal en ratones hembras. La Dra. Correa ahora hace parte del Instituto de Investigación del Cerebro (Brain Research Institute) en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) donde dirige un laboratorio de neuroendocrinología que investiga cómo las hormonas sexuales como los estrógenos regulan la temperatura, la homeostasis y la salud metabólica.
Para ayudar a explorar y promocionar algunas de sus contribuciones a este campo en expansión y las investigaciones increíbles que se llevan a cabo en el Instituto de Investigación del Cerebro de UCLA, Knowing Neurons entrevistó a la Dra. Correa sobre su publicación reciente en «Nature Metabolism» y sus otros proyectos en el laboratorio.

¿Cuál diría que es el objetivo principal de sus investigaciones o las cuestiones principales que se estudian en su laboratorio?

Las cuestiones principales en las que estamos interesados están relacionadas a cómo los estrógenos afectan el metabolismo. Nos enfocamos en el cerebro porque creo que es muy interesante pensar en los estrógenos que regresan de la periferia — de los ovarios y otros tejidos — en ambos sexos y que afectan tantos aspectos de la fisiología. Cuando comencé, se sabía mucho más sobre cómo las hormonas reproductivas afectan la reproducción, pero pensé que sería genial tratar de entender cómo las hormonas reproductivas afectan otras cosas como el metabolismo. Nuestras metas son dobles: Queremos saber qué células están involucradas en la regulación del metabolismo en respuesta al estrógeno, y también cómo los estrógenos afectan estas células. Comenzamos a descubrir las identidades de las células, pero el siguiente paso será resolver cómo los estrógenos cambian la actividad de estas células.
«Creo que es muy interesante pensar sobre los estrógenos que regresan de la periferia — de los ovarios y otros tejidos — en ambos sexos y que afectan tantos aspectos de la fisiología.»

¿Qué le inspiró a perseguir el campo de investigación de las hormonas y el metabolismo?

Al principio, cuando descubrí que los estrógenos regulan la alimentación, la energía, y el peso corporal, me sorprendió. Pensé para mí misma, “¿Por qué lo harán? Los estrógenos son para la reproducción.” Estaba pensando en una manera muy limitada, pero por supuesto, tenía sentido después de pensar en ello. En las hembras de los mamíferos, la energía y la reproducción están estrechamente vinculadas. Es muy importante tener la capacidad de regular el gasto energético para poder reproducirse. Simplemente pensé que era muy interesante investigar en eso y averiguar cómo sucede. De hecho, no estaba súper interesada en el cerebro antes de que esa pregunta llegara a mi mente, pero necesitamos entender cómo está todo regulado centralmente.

¿Por qué es importante comprender las diferencias de metabolismo basadas en el sexo cuando se consideran las intervenciones terapéuticas?

Venía de estudiar las hormonas reproductivas en los pájaros hembras durante mi doctorado, y decidí estudiar ratones porque quería usar herramientas genéticas. En esos tiempos, la inactivación genética solo estaba disponible en ratones y moscas. Cuando empecé a aprender sobre el mantenimiento de colonias de ratones, estaba muy confundida. Los investigadores solo estudiaban a los machos, y es significativamente más fácil mantener a las hembras. No necesitan apartarse en jaulas distintas, y había mucha más flexibilidad, entonces el enfoque en los machos no tenía sentido para mí. Ahora, creo que es importante confrontar el sesgo que resultó de ese enfoque en los machos. ¿Por qué sólo quisiéramos estudiar la mitad de la población? ¿Por qué, si estamos interesados en entender la salud humana y las enfermedades, quisiéramos concentrarnos en sólo la mitad del problema? Hay mucha evidencia de que los hombres y las mujeres pueden responder de manera diferente a los mismos tratamientos o tienen niveles de riesgo distintos para ciertas enfermedades. No creo que podamos entender la fisiología, la salud o las enfermedades hasta que las entendamos en toda la población.

“Cuando empecé a aprender sobre el mantenimiento de colonias de ratones, estaba muy confundida. Los investigadores solo estudiaban a los machos, y es significativamente más fácil mantener a las hembras.”

En su artículo reciente de Nature Metabolism, explora el papel del receptor alfa del estrógeno en el gasto energético. ¿Cuál fue la pregunta específica que estaba intentando contestar, y qué la llevó a estudiar esta pregunta?

Cuando era posdoctoranda, encontré una población de neuronas en el hipotálamo de los ratones que regulan la actividad física, pero no la reproducción ni la termogénesis. El hipotálamo hace muchas cosas. Regula aspectos diferentes de la fisiología, específicamente la reproducción, el comportamiento y el metabolismo, pero la población de neuronas que había encontrado usando la inactivación genética en el ratón fue muy selectiva — muy específica en su función. Cuando nos deshicimos de ella [la población de neuronas], ninguna de estas otras cosas [reproducción, metabolismo, etc.] se vieron afectadas, sólo la actividad física. Así que eso sugirió que el hipotálamo podría albergar otras poblaciones de neuronas que también están especializadas y dedicadas a regular sus otras funciones como la reproducción o la termogénesis. Secuenciando del ARN en células individuales, nos preguntamos cuántas poblaciones diferentes existen en el hipotálamo. Y desde allí, esperábamos encontrar la población que controlaba la termogénesis porque estábamos interesados en el equilibrio de energía.

¿Cuáles fueron sus hallazgos claves?

Encontramos múltiples poblaciones de células en esta parte del cerebro llamada el hipotálamo ventromedial, y Laura Kammel, la estudiante doctoral que trabajaba en el seguimiento y validación de los resultados de la secuenciación de ARN en células individuales, llevó a cabo una hibridación in-situ para encontrar el marcador genético principal de cada población y descubrir dónde se localizaban. Cuando miró a las diferentes poblaciones, esperaba encontrar diferentes patrones espaciales de expresión genética que indicarían la ubicación de la población neuronal. Sorprendentemente, solo encontró dos poblaciones en la región donde se encontraba el receptor de estrógeno. Eso nos facilitó las cosas porque solo estábamos interesados en las poblaciones que respondían al estrógeno en ratones hembras. Una de las dos poblaciones era la que ya se había caracterizado por ser importante en la actividad física, pero la otra población estaba marcada por un gen llamado reprimo que nadie había encontrado antes en esta parte del cerebro. Había evidencia en la literatura de que era sensible al estrógeno, y cuando Laura hizo una hibridación in-situ, encontró que este gen se expresaba en esta población de células en las hembras. Eso fue muy emocionante porque ya sabíamos que el gasto energético solo está regulado en respuesta a la señalización de estrógenos en esta región en hembras y no en machos. Si estamos buscando el gen que regula el gasto energético en respuesta a la señalización de estrógenos, tendría sentido que se tratara de un gen que solo se expresa en las hembras. Entonces nos preguntamos qué hacía este gen sensible al estrógeno y específico del sexo. Así que, Laura lo inactivo y vio un efecto en la termogénesis y la temperatura.

“…cuando Laura hizo una hibridación in-situ, encontró que este gen se expresaba en esta población de células en hembras.”

¿Cuáles de estos hallazgos, si alguno, fueron los más sorprendentes y por qué?

Es interesante porque encontramos estas dos poblaciones en la región sensible al estrógeno del núcleo ventromedial del hipotálamo. Nos preguntamos cuál era el gen más diferencialmente expresado en esa población y era reprimo. Entonces tuvimos que validar la relevancia funcional de reprimo porque la alta expresión de un gen no siempre se correlaciona con un alto impacto funcional. Nos emocionamos cuando lo inactivamos y vimos un efecto que confirmó su importancia funcional.

¿Cuáles son las direcciones futuras para este proyecto? ¿Hay potencial traslacional para sus resultados?

Es realmente genial que hayamos logrado identificar a una población de neuronas responsables de la regulación de la termogénesis por medio del estrógeno y que la definimos con un gen, pero ahora estamos avanzando hacia un segundo objetivo: ¿cuáles son las células, las células que expresan el gen reprimo y cómo el estrógeno regula estas células? Datos preliminares sugieren que el estrógeno podría regular la expresión de reprimo. Así que eso es en lo que se van a centrar las pruebas. Las siguientes preguntas son: ¿se altera el gen reprimo por diferentes niveles de estrógeno, y se requiere reprimo para los efectos del estrógeno sobre la temperatura?

En este estudio, usa herramientas como la secuenciación de ARN en células individuales. ¿Cómo han transformado el campo investigativo las herramientas de secuenciación de alto rendimiento como esta y cómo le han ayudado en su investigación?

Al principio, estaba reacia a entrar en la secuenciación de ARN en células individuales porque no quería simplemente seguir la misma línea que los demás. Definitivamente hay una tendencia a los estudios en células individuales en la ciencia en este momento. Pensé que era una herramienta apropiada para la pregunta, el determinar si esta región del hipotálamo era heterogénea—si tenía diferentes tipos de células y poblaciones neuronales dentro de ella — y el perfil transcripcional de la secuenciación del ARN nos dijo que había heterogeneidad en esta región del cerebro. En este caso, creo que era apropiado; no quería usarlo solo por usarlo. Tal vez el enfoque menos popular de inactivar el gen no es tan innovador como la secuenciación de ARN en células individuales, pero pensé que en realidad era muy poderoso también, que éramos capaces de manipular el gen que encontramos. Así que, realmente me gustó combinar la secuenciación de ARN en células individuales con la prueba funcional.

¿Hay alguna desventaja con estas técnicas de alto rendimiento?

Para nosotros, hubo una desventaja. Pudimos encontrar diferentes poblaciones celulares, pero cuántas poblaciones diferentes se pueden detectar depende de los parámetros del análisis. El científico que realmente hizo el análisis, Ed van Veen, se estableció en algo que parecía estable y firme. Lo que la secuenciación del ARN no nos pudo decir fue algo sobre las diferencias sexuales. No tuvimos el poder con la secuenciación de ARN en células individuales de comparar los machos y las hembras. No vimos ninguna diferencia entre los sexos cuando analizamos los datos bioinformáticos. No fue hasta que Laura miró los datos de la hibridación in-situ que vio esta diferencia notable de sexo entre machos y hembras en la expresión de reprimo. Si nos hubiéramos detenido en los análisis bioinformáticos, nos habríamos perdido mucho de la biología importante. Por lo tanto, las validaciones independientes y más sensibles son realmente importantes.

¿Hay otros proyectos importantes en curso en su laboratorio en este momento?

Este papel de Nature Metabolism fue el primer artículo que publicamos por nuestra cuenta como laboratorio de partida, pero tenemos otro que está siendo dirigido por mi postdoctorando, Zhi Zhang. Encontró neuronas sensibles al estrógeno que regulan el torpor (letargo). Cuando él activó las neuronas sensibles al estrógeno en otra parte del hipotálamo llamada el área preóptica medial, fue capaz de inducir el torpor. Eso fue una sorpresa porque estábamos manipulando neuronas sensibles al estrógeno en una región cerebral que se pensaba regulaba la temperatura, así que pensábamos que veríamos a los estrógenos regular la regulación de la temperatura. Sin embargo, lo que él descubrió en su lugar fue algo mucho más básico. El torpor es una función básica del cerebro que inicia un estado metabólico particular en el que los animales entran cuando no hay mucha energía. Así que eso fue algo fortuito que fue muy emocionante, pero encontramos muy pocas diferencias de sexo. Sin embargo, era igualmente interesante que estas neuronas sensibles al estrógeno tuvieran papeles muy similares en machos y hembras.

A lo largo de sus años como investigadora, ¿cuáles han sido algunos de sus descubrimientos más emocionantes y por qué?

A veces los hallazgos que son más emocionantes para mí no son los súper ostentosos o de mayor impacto. Me emociona mucho cuando encuentro algo sorprendente o inesperado. Creo que es muy divertido cuando esperas una cosa y los datos te dicen algo distinto. Es divertido estar abierta a algo diferente, algo nuevo. Un ejemplo de eso es nuestro artículo del año pasado, donde ingenié un ratón con el receptor de estrógeno inactivado en el hipotálamo, y esperaba que los ratones ganaran un montón de peso, pero no lo hicieron. Otras publicaciones estaban informando esta hipótesis, así que los datos no estaban en línea con la literatura. Sin embargo, hubo un pequeño aumento en el peso corporal, así que pregunté ¿qué llevó a eso? Hice un análisis que miraba el hueso, y resultó que la densidad ósea estaba inusualmente muy elevada en estos ratones. No vi el efecto en la alimentación y el peso corporal que esperaba, pero de repente ¡vi neuronas sensibles al estrógeno en el hipotálamo que regulaban la densidad ósea! Así que ese trabajo se le dejó al laboratorio en que yo estaba inicialmente, y ellos hicieron más trabajo buscando específicamente qué neuronas en el hipotálamo regulan la densidad ósea. Ellos descubrirán el mecanismo, que será nuevo e importante, pero por mi lado pensé que fue divertido encontrar algo totalmente inesperado.

“A veces los hallazgos que son más emocionantes para mí no son los súper ostentosos o de mayor impacto.”

¿Qué parte de su trabajo como investigadora disfruta más, y qué parte disfruta menos?

Hay tantos aspectos del trabajo que no están relacionados con la ciencia, pero me sorprendió lo mucho que me interesan algunos de esos aspectos. Por ejemplo, encontré que realmente disfruto proveer mentoría a los estudiantes. Resulta que me encanta cuando mis estudiantes tienen una buena idea o hacen una pregunta muy buena. Eso no es algo para lo que entrené, ¡pero es algo que me gusta mucho!

¿Qué consejo tiene para los jóvenes investigadores interesados en seguir la escuela de posgrado o una carrera de investigación?

No haces este trabajo por el dinero, la fama o los elogios. Lo haces porque es divertido y porque es divertido ser la primera persona en descubrir algo nuevo: resolver el rompecabezas. Cuando se obtiene un hallazgo sorprendente, naturalmente, uno se pregunta, “bueno, ¿cómo funciona?”. Simplemente descubrir cosas es la parte realmente divertida y esa es mi motivación. Entonces, mi consejo es encontrar lo que te impulsa y perseguir eso, sea la investigación, la escritura científica, política científica, etc.

~~~

Escrito por Arielle Hogan
Editado por Elizabeth Burnette y Sean Noah
Crédito fotográfico: Todd Cheney, Fotografía de ASUCLA
Traducido por Jenna Hartstein

~~~

¡Conviértete un patrocinador!

¿Qué piensa sobre la termogénesis y la información presentada arriba? Escríbalo en la sección de comentarios debajo.

¿Está interesado en aprender acerca de cómo COVID-19 puede estar afectando nuestra salud mental? Continúe a este artículo. Como siempre, cuídense todos, de parte nuestra en el equipo de Knowing Neurons.

¿Está interesado en apoyar la causa? Conviértase en un Patrón hoy y ayúdanos a cumplir nuestra misión de hacer que la neurociencia sea accesible para todos.

Autora

Arielle Hogan

Arielle Hogan recibió su licenciatura en biología y su licenciatura en francés de la Universidad de Virginia. Ahora, está haciendo su doctorado en neurociencia en el programa interdepartamental de neurociencia en UCLA. Su investigación se centra en las lesiones del sistema nervioso central y en la reparación neuronal. Específicamente, ella está investigando programas transcripcionales intrínsecos diferenciales que permiten la regeneración del sistema nervioso periférico y cómo estos programas transcripcionales pueden ser inducidos en modelos de lesiones en el sistema nervioso central para promover la regeneración. También, le gusta aprender sobre la biomecánica e interfaz cerebro-máquina, así como participar en la divulgación científica y enseñanza. Fuera del laboratorio, ella pasa el tiempo practicando su francés, jugando baloncesto, viendo películas y viajando. Para más información sobre Arielle Hogan, por favor visite su perfil completo.

Traductora

Jenna Hartstein

Author

  • Arielle Hogan

    Arielle Hogan recibió una licenciatura en Biología y otra en francés de la Universidad de Virginia. Ahora está cursando un doctorado en Neurociencia en el programa interdepartamental de neurociencias en UCLA. Su investigación se centra en las lesiones del sistema nervioso central y la reparación neural. Específicamente, está investigando los programas transcripcionales intrínsecos diferenciales que permiten la regeneración del sistema nervioso periférico e investigando cómo se pueden inducir estos programas transcripcionales en modelos de lesión del sistema nervioso central para promover la regeneración. También le gusta aprender sobre la bio-mecatrónica y la interfaz cerebro-máquina, así como participar en la divulgación y la enseñanza de la ciencia. Fuera del laboratorio, pasa el tiempo practicando francés, jugando al baloncesto, viendo películas (incluso las malas) y viajando. Para obtener más información sobre Arielle Hogan, visita su perfil completo.

Avatar photo

Arielle Hogan

Arielle Hogan recibió una licenciatura en Biología y otra en francés de la Universidad de Virginia. Ahora está cursando un doctorado en Neurociencia en el programa interdepartamental de neurociencias en UCLA. Su investigación se centra en las lesiones del sistema nervioso central y la reparación neural. Específicamente, está investigando los programas transcripcionales intrínsecos diferenciales que permiten la regeneración del sistema nervioso periférico e investigando cómo se pueden inducir estos programas transcripcionales en modelos de lesión del sistema nervioso central para promover la regeneración. También le gusta aprender sobre la bio-mecatrónica y la interfaz cerebro-máquina, así como participar en la divulgación y la enseñanza de la ciencia. Fuera del laboratorio, pasa el tiempo practicando francés, jugando al baloncesto, viendo películas (incluso las malas) y viajando. Para obtener más información sobre Arielle Hogan, visita su perfil completo.