La modificación de una enzima hepática bloquea la enfermedad del hígado graso en ratones

MASLD es la enfermedad hepática crónica más prevalente del mundo y actualmente carece de tratamientos farmacológicos aprobados. Se sabe que las modificaciones postraduccionales (MPT), como la acetilación y la ubiquitinación, influyen en el metabolismo hepático, pero el papel de la crotonilación de lisina (Kcr) en la MASLD no había sido caracterizado. Este estudio se propuso mapear el crotoniloma global en hígados de ratón en condiciones de MASLD y tras cirugía bariátrica, y determinar si la crotonilación de la isocitrato deshidrogenasa 1 (IDH1) influye en la progresión de la enfermedad.

Los investigadores utilizaron ratones macho C57BL/6J de 6 semanas de edad alimentados con una dieta alta en grasas (HFD) durante 12 semanas para inducir MASLD, y luego sometieron a los animales a gastrectomía vertical en manga (VSG) o cirugía simulada, con un grupo control de alimentación pareada para aislar los efectos independientes de la restricción calórica. Las muestras de hígado se analizaron mediante proteómica cuantitativa sin marcaje 4D con nanoflow LC-MS/MS tras enriquecimiento por inmunoanfinidad anti-Kcr. El análisis identificó 17.408 sitios únicos de Kcr en 3.913 proteínas. En los hígados con MASLD, 396 sitios de Kcr presentaron una regulación significativamente a la baja y 170 estuvieron regulados al alza en comparación con los controles alimentados con dieta normal; la VSG revirtió muchos de estos cambios. En particular, IDH1 —una enzima clave del ciclo TCA que convierte el isocitrato en α-cetoglutarato— mostró una crotonilación reducida en K58, K151, K212 y K345 en la MASLD, con restauración parcial tras la VSG.

En cuanto al mecanismo, se identificó a la acetiltransferasa PCAF como la principal crotonilatransferasa de IDH1, mientras que SIRT7 actuó como la de-crotonilasa. La expresión de PCAF estaba reducida y la de SIRT7 elevada en los hígados con MASLD tanto de ratones como de pacientes humanos. Los experimentos de mutagénesis con mutantes de IDH1 que mimetizan la crotonilación (sustitución por glutamina) o son deficientes en crotonilación (sustitución por arginina) demostraron que la eliminación de Kcr en estos cuatro sitios redujo significativamente la actividad enzimática de IDH1, deterioró el flujo del ciclo TCA y promovió la acumulación de lípidos en los hepatocitos. Por el contrario, los mutantes que mimetizan la crotonilación preservaron la actividad enzimática y la función del ciclo TCA.

In vivo, la expresión hepática específica de IDH1 con mímica de crotonilación mediada por virus adenoasociado (AAV) en ratones macho con HFD atenuó significativamente la ganancia de peso, mejoró la sensibilidad a la insulina y la tolerancia a la glucosa, redujo la esteatosis hepática y disminuyó los marcadores de lipogénesis. Los análisis metabolómicos confirmaron una mayor producción de intermediarios del ciclo TCA en estos animales. La expresión del mutante deficiente en crotonilación tuvo el efecto contrario, agravando los parámetros de la enfermedad metabólica y hepática.

Estos hallazgos establecen un eje regulador PCAF/SIRT7–IDH1 Kcr como un mecanismo novedoso que gobierna el metabolismo lipídico hepático. Sugieren que la activación farmacológica de la crotonilación de IDH1, o la modulación de la actividad de PCAF/SIRT7, podría representar una nueva estrategia terapéutica para la MASLD. No obstante, el estudio se realizó exclusivamente en ratones macho, los experimentos de rescate in vivo utilizaron sobreexpresión mediante AAV en lugar de modelos genéticos endógenos, y la traslación a la enfermedad humana requiere una validación adicional.