Científicos revelaron la estructura del receptor del dulce: la puerta de entrada para entender el deseo por el azúcar

El deseo por lo dulce es una característica profundamente arraigada en la evolución, vinculada tanto a la necesidad de energía como a la búsqueda de sensaciones placenteras. Sin embargo, esta atracción innata genera preocupaciones de salud pública, especialmente debido al aumento del consumo de azúcares y edulcorantes artificiales, compuestos que incrementan el riesgo de enfermedades como la obesidad y la diabetes.

En este contexto, científicos de la Universidad de Columbia dieron un paso decisivo hacia la comprensión de cómo funciona el gusto por lo dulce. Publicado en la revista Cell, este estudio logró una hazaña importante: mapear por primera vez la estructura tridimensional del receptor de dulzura. Este avance podría ser clave para el desarrollo de nuevas estrategias para regular la respuesta a los endulzantes.

El receptor de sabor dulce humano, conformado por las subunidades TAS1R2 y TAS1R3, es el responsable de la capacidad para percibir lo dulce. Es capaz de detectar una amplia gama de compuestos, desde los azúcares comunes como la sacarosa hasta edulcorantes artificiales como la sucralosa y el aspartame.

La investigación permitió obtener un modelo detallado de este receptor y ayudó a revelar su configuración específica, algo que hasta ahora había sido desconocido, a pesar de décadas de estudio. Conocerlo es fundamental para comprender la manera en la que el organismo responde al dulce.

La técnica de microscopía crioelectrónica (cryo-EM) permitió a los científicos obtener imágenes de alta resolución del receptor, mostrando cómo interactúa con los compuestos dulces para activar la cascada de señales que lleva a desear más alimentos de este tipo.

El Dr. Anthony Fitzpatrick, quien participó de la investigación, dijo: “Definir con mucha precisión el punto de unión de este receptor es absolutamente vital para comprender su función. Al conocer su forma exacta, podemos entender por qué los edulcorantes se adhieren a ella y cómo crear o encontrar mejores moléculas que activen el receptor o regulen su función”.

Los endulzantes, como la sucralosa y el aspartame, se utilizan como sustitutos del azúcar en una variedad de productos, pero no lograron modificar de manera significativa el deseo por lo dulce. Como señala Brian Wang, coautor del estudio, “todos los edulcorantes artificiales que utilizamos hoy en día fueron descubiertos por accidente o se basaron en moléculas de sabor dulce conocidas. Por consiguiente, la mayoría de los edulcorantes artificiales presentan inconvenientes”.

El conocimiento detallado de la estructura del receptor abre nuevas posibilidades para diseñar compuestos más efectivos, capaces de regular la respuesta del organismo al azúcar de manera más eficiente.

Para lograr este avance, los investigadores tuvieron que encontrar la forma exacta del receptor de dulzura, una tarea que les llevó tres años y más de 150 intentos. Lo primero fue producirlo en grandes cantidades a partir de células cultivadas en el laboratorio.

Luego, lo separaron y lo congelaron para poder observarlo con una tecnología llamada microscopía crioelectrónica. Esta herramienta les permitió ver el receptor desde muchos ángulos y armar una imagen completa de su forma, casi como si estuvieran reconstruyendo una figura compleja a partir de miles de fotografías.

Una buena manera de entender este proceso es imaginar que alguien quiere saber cómo es una llave antigua que ya no existe. Solo tiene fotos borrosas de diferentes sus partes, tomadas en distintos momentos. Lo que hizo este equipo fue combinar esas imágenes hasta poder reproducir la llave entera en tres dimensiones, con todos sus bordes, ranuras y detalles.

Así descubrieron cómo y en qué zona específica se adhieren las moléculas dulces en las células gustativas que se encuentran en la lengua. Esa parte actúa como una cerradura, y cada edulcorante funciona como una llave distinta. Comprender esta estructura con tanta precisión permite pensar en el diseño de nuevas “llaves” que encajen mejor, produzcan un efecto más deseado o incluso bloqueen el receptor para reducir el apetito por lo dulce.

“Solo obtener la proteína purificada que necesitábamos para mapear la estructura tomó más de 150 preparaciones diferentes a lo largo de tres años”, explicó Zhengyuan Lu, coautor del estudio. Con el uso de cryo-EM, los científicos pudieron obtener una visión tridimensional del receptor y entender cómo los edulcorantes se adhieren a él, lo que podría ser clave para el diseño de nuevos moduladores.

Aunque los receptores de sabor dulce se encuentran principalmente en las papilas gustativas de la lengua, también están distribuidos por otras partes del cuerpo, incluidos órganos como el páncreas.

Este descubrimiento no solo abre puertas para nuevos tratamientos para controlar la atracción por lo dulce, sino que también podría ser un punto de partida para investigar cómo los receptores de dulzura están involucrados en enfermedades metabólicas.

El estudio de estos mecanismos moleculares podría tener un impacto significativo en el desarrollo de terapias más efectivas para el tratamiento de la obesidad y la diabetes, condiciones que están directamente relacionadas con la regulación del azúcar en el cuerpo.