La evidencia de distintos mecanismos separados que regulan la activación de la vitamina D se revela en un reciente estudio publicado en el Journal of Biological Chemistry. El equipo de investigación de la Universidad de Wisconsin-Madison identificó un módulo de control específico para el riñón, ubicado por separado del gen que regula la enzima de activación de la vitamina D, por lo menos en roedores.
El sistema endocrino de la vitamina D sirve para regular la homeostasis mineral a través de sus acciones en el intestino, riñón y huesos; la vitamina D3 se activa secuencialmente a través de dos modificaciones químicas específicas que se producen primero en el hígado por vía de la enzima/gen CYP2R1 a 25 (OH) D32 y luego en el riñón por vía de la enzima/gen CYP27B1 a 1alfa, 25-dihidroxivitamina D3 (1,25 (OH) 2D3), la forma hormonal activa de la vitamina.
Los niveles sanguíneos de 1,25 (OH) 2D3 también están determinados por las tasas de catabolismo que representan la función principal de la enzima/gen CYP24A1 en el riñón. La enzima/gen CYP27B1 también se expresa en niveles bajos en muchas células diana no renale, particularmente las de la piel y el sistema inmunológico. Ni los mecanismos ni el impacto biológico general de estas fuentes celulares no renales de 1,25 (OH) 2D3 eran claros, particularmente en el contexto del 1,25 (OH) 2D3 circulante, que se cree que se deriva exclusivamente del riñón. A pesar de estas incertidumbres, la expresión regulada de las enzimas/genes Cyp27b1 y Cyp24a1 es reconocida como central en la actividad biológica general del sistema endocrino de vitamina D.
Hablamos que la vitamina D dietética y derivada del sol se convierte en su forma hormonal activa 1,25 dihidroxivitamina D3 (calcitriol) en el riñón. El calcitriol producido en forma renal regula el equilibrio de calcio. Sin embargo, el calcitriol producido en otras partes del cuerpo juega un papel diferente y parece activarse a través de la inflamación en lugar de la enzima/gen CYP27B1 que regula su fabricación en los riñones.
Estos resultados revelan que la regulación diferencial de la expresión de la enzima Cyp27b1 representa un mecanismo por el cual la forma activa de vitamina D, la 1,25 (OH) 2D3 puede cumplir roles funcionales separados; primero en el riñón para controlar la homeostasis mineral y segundo en células extrarrenales para regular genes diana vinculados a respuestas biológicas específicas, según los científicos.
El hallazgo del estudio es significativo ya que proporciona la primera evidencia de un mecanismo hasta ahora desconocido que indica una regulación diferente de la enzima/gen CYP27B1 en células renales y no renales dentro del cuerpo. El descubrimiento eventualmente permitirá a los científicos desarrollar nuevos tratamientos para los desórdenes óseos, inflamatorios e inmunes que involucran a la vitamina D, incluida la esclerosis múltiple.
El modelo de ratón CRISPR Cas-9
Los científicos utilizaron la técnica de ingeniería genética Cas-9 de repeticiones cortas palindrómicas cortas interparesadas de forma regular (CRISPR) para desarrollar ratones con activación de control de vitamina D específica para el riñón. A través de la creación de estos ratones, pudieron desactivar la regulación endocrina de la producción de calcitriol exclusivamente en el riñón, cita Mark Meyer, investigador asociado que dirigió el nuevo estudio; al hacerlo, pudieron centrarse más en la regulación inflamatoria, que al final de cuentas es el problema crítico en el ser humano, sea deportista o no.
En el experimento, los investigadores eliminaron regiones potenciadoras de la enzima/gen CYP27B1, que se encuentran a una distancia del gen que codifica la enzima. Los investigadores encontraron que la inducción de la enzima/gen CYP27B1 en células no renales utilizando lipopolisacáridos inflamatorios no se vio afectada por la eliminación de las regiones potenciadoras del gen. De esta manera se proporcionó evidencia de dos mecanismos de activación de vitamina D por separado en células de riñón y no riñón.
Además, los investigadores sugirieron que el examen de mutaciones genéticas en humanos, ubicadas en las mismas regiones potenciadoras identificadas en los ratones, podría arrojar información sobre el tratamiento de los trastornos esqueléticos, lo que le da a la vitamina D en ciertas formas, un poder impresionante, ampliando sus beneficios, sobre los que ya se conocían anteriormente.