El receptor de ácidos grasos libres 4 (FFAR4), también denominado receptor acoplado a proteína G 120 (GPR120), es una proteína que en los seres humanos está codificada (es decir, su formación está dirigida) por el gen FFAR4 . [5] Este gen se encuentra en el brazo largo (es decir, "P") del cromosoma 10 en la posición 23.33 (posición anotada como 10q23.33). Los receptores acoplados a proteína G (también denominados GPR o GPCR) residen en las membranas superficiales de sus células madre , se unen a cualquiera del conjunto específico de ligandos que reconocen y, por lo tanto, se activan para desencadenar ciertas respuestas en sus células madre. [6] FFAR4 es un GPR similar a la rodopsina en la amplia familia de GPR [7] que en los seres humanos están codificados por más de 800 genes diferentes. [8] También es miembro de una pequeña familia de receptores de ácidos grasos libres relacionados estructural y funcionalmente que incluyen al menos otros tres receptores de ácidos grasos libres (FFAR) , a saber, FFAR1 (también denominado GPR40), FFAR2 (también denominado GPR43) y FFAR3 (también denominado GPR41). Estos cuatro FFAR se unen y, por lo tanto, son activados por ciertos ácidos grasos . [9]
La proteína FFAR4 se expresa en una amplia gama de tipos de células. Los estudios realizados principalmente en células cultivadas de humanos y roedores y en animales (principalmente roedores) sugieren que FFAR4 actúa en estas células para regular muchas funciones corporales normales, como las preferencias alimentarias, el consumo de alimentos, los gustos alimentarios, el peso corporal, los niveles de azúcar en sangre (es decir, glucosa) , la inflamación , la aterosclerosis y la remodelación ósea . Los estudios también sugieren que la estimulación o supresión de FFAR4 altera el desarrollo y la progresión de varios tipos de cánceres. [10] En consecuencia, los agentes que activan o inhiben FFAR4 pueden ser útiles para tratar el consumo excesivo de alimentos grasos, la obesidad, la diabetes tipo 2 , las reacciones inflamatorias patológicas, la aterosclerosis, la enfermedad cardiovascular inducida por aterosclerosis , la reparación de huesos dañados, [11] la osteoporosis . [12] [13] y algunos cánceres. [10] Estos hallazgos han convertido al FFAR4 en un objetivo biológico terapéutico potencialmente atractivo para el tratamiento de estos trastornos [11] y, por lo tanto, conducen al desarrollo de fármacos dirigidos a regular las actividades del FFAR4. [14] [15]
Ciertos ácidos grasos , incluidos en particular los ácidos grasos omega-3 , los ácidos docosahexaenoico y eicosapentaenoico , [16] se han tomado en dietas y suplementos para prevenir o tratar las enfermedades y lesiones tisulares que estudios recientes sugieren que están asociadas con anomalías en las funciones de FFAR4. Ahora se sabe que estos ácidos grasos activan FFAR4. Si bien los ácidos grasos omega-3 dietéticos y complementarios han tenido pocos o solo marginales efectos terapéuticos en estos trastornos (ver efectos sobre la salud de la suplementación con ácidos grasos omega-3 ), se han encontrado muchos medicamentos que son más potentes y selectivos en la activación de FFAR4 que los ácidos grasos omega-3 [16] [14] y un medicamento es un potente inhibidor de FFAR4. [15] Esto planteó la posibilidad de que los medicamentos pudieran ser más efectivos en el tratamiento de estos trastornos [11] e impulsó estudios iniciales que probaron su efectividad en trastornos dirigidos por los ácidos grasos omega-3. [17] Estos estudios, que son en su mayoría estudios preclínicos sobre células cultivadas o modelos animales de enfermedades con sólo unos pocos estudios clínicos preliminares , se revisan aquí.
Los genes para FFAR1, [18] FFAR2 y FFAR3 [19] están ubicados cerca uno del otro en el brazo corto (es decir, "p") del cromosoma 19 en la posición 13.12 (ubicación anotada como 19p13.12); el gen FFAR4 está ubicado en el brazo "q" (es decir, largo) del cromosoma 10 en la posición 23.33 (ubicación anotada como 10q23.33). [5] Los humanos expresan una isoforma de proteína FFAR4 larga que consta de 377 aminoácidos y una isoforma de proteína variante de empalme corta que consta de 361 aminoácidos. Sin embargo, los roedores, los primates no humanos y otros animales estudiados expresan solo la proteína corta. Las dos isoformas operan a través de diferentes vías de estimulación celular para provocar diferentes respuestas. [15] Además, los humanos expresan la proteína FFAR4 larga solo en sus tejidos de colon y cáncer de colon. No se han determinado las consecuencias de estas diferencias para los estudios presentados aquí. [10]
Los FFAR son activados por ciertos ácidos grasos de cadena lineal . [9] FFAR2 y FFAR3 son activados por ácidos grasos de cadena corta , es decir, cadenas de ácidos grasos que constan de 2 a 5 átomos de carbono, principalmente ácidos acético , butírico y propiónico . [20] FFAR1 y FFAR4 son activados por 1) ácidos grasos de cadena media, es decir, ácidos grasos que constan de 6-12 átomos de carbono como los ácidos cáprico y láurico ; 2) ácidos grasos insaturados de cadena larga que constan de 13 a 21 átomos de carbono como los ácidos mirístico y estérico ; 3) ácidos grasos monoinsaturados como los ácidos oleico y palmitoleico ; y 4) ácidos grasos poliinsaturados como los ácidos grasos omega-3 alfa-linolénico , eicosatrienoico , eicosapentaenoico y docosahexaenoico o los ácidos grasos omega-6 como los ácidos linoleico , gamma-linolénico , dihomo-gamma-linolénico , araquidónico y docosatetraenoico . [21] El ácido docosahexaenoico y el eicosapentaenoico se consideran comúnmente como los principales ácidos grasos dietéticos que activan FFAR4. [16] Dado que todos los ácidos grasos activadores de FFAR1 y FFAR4 tienen potencias similares en la activación de FFAR4 y FFAR1 y tienen medios independientes de FAR para influir en las células, puede ser difícil determinar si sus acciones involucran FFAR4, FFAR1, ambos FFAR o mecanismos independientes de FFAR. [14]
Los fármacos que estimulan (es decir, son agonistas de) FFAR4 incluyen: GW9508 (el primer agonista de FFAR descubierto y más estudiado es aproximadamente 60 veces más potente en la activación de FFAR1 que FFAR4; a menudo se utiliza para implicar funciones de FFAR4 en células que naturalmente o después de la manipulación no expresan niveles de FFAR1 o expresan niveles muy bajos de FFAR1); [9] TUG-891 (casi 300 veces más potente en la activación de FFAR4 que FFAR1 en células humanas, pero solo modestamente más potente en FFAR4 que FFAR1 en células de ratón); [15] [12] TUG-1197 (activa FFAR4 pero no FFAR1); [22] metabolex 36 (aproximadamente 100 veces más potente en la activación de FFAR4 que FFAR1); GSK137647A (aproximadamente 50 veces más potente en la activación de FFAR4 que FFAR1); compuesto A ( Merck & Co. ) y compuesto B (CymaBay Therapeutics) (ambos activan potentemente FFAR4 con efectos insignificantes en FFAR1); [14] y GPR120 III (2000 veces más activo en FFAR4 que FFAR1). [23] AH-7614 actúa como un modulador alostérico negativo para inhibir FFAR4; es >100 veces más potente en la inhibición de FFAR4 que FFAR1 [15] [12] [24] y el único antagonista de FFAR4 actualmente disponible que inhibe FFAR4. [15] La mayoría de los estudios informados hasta la fecha han examinado los efectos de dos agonistas de FFAR4, GW9508 y TUG-891, que han estado disponibles durante mucho más tiempo que los otros medicamentos enumerados.
FFAR4 se expresa en una amplia variedad de tejidos y tipos de células, pero sus niveles más altos de expresión se encuentran en ciertas células intestinales (es decir, células enteroendocrinas K e I ), [25] células de las papilas gustativas , células grasas , células del epitelio respiratorio en el pulmón [15] (es decir, células club también denominadas células clara [25] ) y macrófagos . [5] Se expresa con menos fuerza en otros tipos de células, entre ellos: varias células inmunes además de los macrófagos, [26] células en los tejidos del cerebro, corazón y hígado, [27] células del músculo esquelético , [15] células endoteliales de los vasos sanguíneos , [11] células L enteroendocrinas del tracto gastrointestinal , células delta en los islotes del páncreas , células involucradas en el desarrollo y remodelación ósea , algunas células en el núcleo arqueado y el núcleo accumbens del hipotálamo , [21] y en algunos tipos de células cancerosas. [10] Sin embargo, al comparar estudios realizados en animales con estudios realizados en humanos, las células y los tejidos que expresan FFAR4 pueden diferir y muchos de estos estudios han medido el ARN mensajero (ARNm) de FFAR4, pero no el producto que este ARNm debe producir, la proteína FFRA4. La importancia de estas cuestiones requiere un estudio. [11]
Las dos formas de células grasas , es decir, las células grasas blancas y marrones , se desarrollan a partir de células madre precursoras . Las células grasas marrones promueven la termogénesis , es decir, la generación de calor corporal. [28] Los estudios han informado que: 1) los niveles de FFAR4 aumentaron en los tejidos grasos de ratones expuestos al frío; [29] 2) TUG-891 y GW9508 estimularon las células madre de ratón 3T3-L1 para que maduraran en células grasas; 3) los ratones que carecían de un gen ffar4 funcional (es decir, ratones knockout de ffar4 ; ffar4 es el término para el equivalente de ratón al gen FFAR4 humano ) tenían menos células grasas marrones en sus tejidos adiposos subcutáneos (es decir, grasa) en respuesta a la exposición al frío, [28] eran intolerantes al frío y tenían bajas tasas de supervivencia en temperaturas frías; [30] 4) GW9508 estimuló aumentos en el tejido graso marrón de ratones normales; Sin embargo, en ratones knock out del gen ffar4 simuló la histología , es decir, cambios microscópicos en el tejido graso que sugieren que la termogénesis estaba alterada; [28] [31] 5) TUG-891 estimuló las células grasas de ratón cultivadas para oxidar los ácidos grasos (esta oxidación subyace al desarrollo del calor corporal en la forma no temblorosa de la termogénesis ); [28] [32] y 6) aún no se ha informado que FFAR1 se exprese en el tejido graso de ratones o humanos. [28] Estos estudios sugieren que FFAR4 contribuye a la proliferación de células grasas marrones y la termogénesis en ratones. Se necesitan estudios para determinar si FFAR4 tiene un papel similar en humanos. [28] [33]
Dos estudios con roedores sugirieron que el FFAR4 funciona para limitar las ganancias excesivas de peso: los ratones deficientes en FFAR4 desarrollaron obesidad [28] y los ratones tratados con el agonista de FFAR4, TUG-891, perdieron tejido graso. [28] [32] El FFAR4 podría desempeñar un papel similar en la supresión de la obesidad en los seres humanos. Un estudio encontró que los niveles de ARNm y proteína de FFAR4 eran más bajos en los tejidos grasos viscerales (es decir, la grasa alrededor de los órganos internos) de los individuos obesos que de los delgados. [34] Sin embargo, otro estudio encontró que la expresión del ARNm de FFAR4 era más alta en los tejidos grasos subcutáneos y omentales de los individuos obesos que de los delgados. [28] De manera similar, un estudio informó que los europeos que portaban una variante de un solo nucleótido del gen FFAR4 que codificaba una proteína FFAR4 disfuncional (tiene el aminoácido arginina en lugar de histidina en la posición 270 y está anotada como p.R270H) aumentaron el riesgo de volverse obesos. [35] Sin embargo, esta relación no se encontró en estudios posteriores en poblaciones danesas [36] y europeas. [37] Es posible que la pérdida de la expresión o actividad de FFAR4 pueda contribuir a la obesidad, pero por sí sola es insuficiente para promoverla. [17] Otros estudios han implicado al FFAR1 activado en tener efectos antiobesidad en células cultivadas, modelos animales y posiblemente humanos (ver FFAR1 y obesidad ). Por ejemplo, los ratones knock out del gen Ffar1 (es decir, ratones hechos para carecer de genes Ffar1 ) se volvieron obesos cuando se los alimentó con una dieta baja en grasas [38] mientras que los ratones de control se volvieron obesos solo cuando se los alimentó con una dieta alta en grasas. [39]
Los siguientes estudios sugieren que FFAR4 regula los niveles de glucosa en sangre y que los agonistas de FFAR4 pueden ser útiles para tratar a personas con diabetes tipo 2. [40] 1) El agonista FFAR4 GSK137647 y el ácido docosahexaenoico estimularon la liberación de insulina de los islotes pancreáticos cultivados de ratones y ratas (sitios de producción y almacenamiento de insulina) [41] y mejoraron la hiperglucemia posalimentación en ratones diabéticos. [21] [41] 2) El agonista FFAR1 TUG-891 estimuló las células grasas de ratones cultivadas para que absorbieran glucosa [28] y redujo los niveles de glucosa en sangre en ayunas y posalimentación en ratas diabéticas; [21] también estimuló la secreción de insulina [14] y redujo los niveles de glucosa en sangre en ratones. [42] 3) El compuesto agonista FFAR1 A (Merck & Co.) [43] y, con mayor eficacia, un agonista dual de FFAR1 y FFAR4, DFL23916, [44] mejoraron los niveles de insulina y glucosa en sangre en ratones desafiados con una prueba de tolerancia a la glucosa . 4) Los activadores de ácidos grasos de FFAR4 promovieron la liberación del péptido similar al glucagón-1 y del péptido inhibidor gástrico (ambos estimulan la secreción de insulina) y redujeron la secreción de grelina (que estimula el impulso de comer) en ratones. [25] 5) La regulación negativa (es decir, la reducción forzada de los niveles celulares) de FFAR4 afectó las acciones de la insulina al reducir los niveles del transportador de glucosa GLUT4 y el sustrato del receptor de insulina en las células grasas del ratón 3T3-L1 . [28] 6) Los ratones deficientes en FFAR4 desarrollaron intolerancia a la glucosa (una forma potencial de prediabetes ) cuando se les alimentó con una dieta alta en grasas. [25] 7) Una dieta rica en ácidos grasos omega-3 mejoró la sensibilidad a la insulina y la captación de glucosa en los tejidos musculares y hepáticos en ratones normales pero no deficientes en FFAR4. [28] [45] 8) Los niveles de FFAR4 en los islotes del páncreas son más altos en individuos con niveles más altos de insulina y niveles más bajos de HbA1c (los niveles de HbA1c aumentan con niveles más altos de glucosa en sangre promediados durante los 3 meses anteriores). [46] Y, 9) los individuos que portaban la variante del gen FFAR4 , p.R270H, (codifica un FFAR4 hipoactivo) que consumían regularmente dietas bajas en grasas tenían una mayor incidencia de desarrollar diabetes tipo 2 ; esta asociación no ocurrió en los portadores de p.R270H que consumían regularmente dietas altas en grasas.[37]
En un ensayo clínico de fase II (NCT02444910 https://www.clinicaltrials.gov), nueve adultos con diabetes tipo 2 resistente a la insulina no tratada previamente fueron tratados por vía oral con dosis crecientes de KDT501 (un derivado de isohumulona que es un activador de FFAR4 relativamente débil y agonista parcial de PPARγ ) durante hasta 29 días. Después del tratamiento, los participantes tenían niveles significativamente más bajos de triglicéridos y TNF-α en plasma sanguíneo y niveles más altos de adiponectina , un regulador de los niveles de glucosa en sangre. [14] Sin embargo, no hubo cambios significativos en los resultados de la prueba de tolerancia a la glucosa oral de estos individuos o en las mediciones de sensibilidad a la insulina. [47] Se necesitan más estudios que incluyan el uso de agonistas de FFAR4 más potentes y de acción selectiva para determinar su eficacia en la regulación de los niveles de glucosa en sangre y el tratamiento de la diabetes tipo 2. [46] Dos estudios separados han informado que los agonistas selectivos de FFAR1 MK-8666 y TAK-875 mejoraron en gran medida los niveles de glucosa en sangre en pacientes con diabetes tipo 2, pero también parecieron causar daño hepático inaceptable (ver FFAR1 y diabetes tipo 2 ). Estos estudios se han considerado como una prueba de que FFAR1 contribuye a regular los niveles de glucosa en pacientes con diabetes tipo 2 y, por lo tanto, es un objetivo para el tratamiento de estos pacientes con agonistas de FFAR1 que no tienen efectos adversos significativos como hepatotoxicidad . [48] [49] Estudios preclínicos recientes están examinando otros agonistas de FFAR1 por su toxicidad hepática y de otro tipo. [15]
Las papilas gustativas humanas y de roedores [33] y otras áreas de sus lenguas contienen células que expresan receptores gustativos que detectan los cinco elementos de percepción del gusto , a saber, salinidad , acidez , amargura , dulzura y umami . Un sitio bien estudiado que tiene estas células portadoras de receptores está en las papilas circunvaladas de las lenguas de los ratones y los humanos . [50] [51] TUG-891 estimuló las células de papilas gustativas cultivadas de ratones y humanos para movilizar varias vías de activación celular . Además: 1) la aplicación de TUG-891 a las lenguas de los ratones provocó alteraciones en sus niveles sanguíneos de colecistoquinina (una de sus funciones es mediar la saciedad ) y adipocinas (es decir, proteínas de señalización secretadas por los tejidos grasos [51] ); [14] [52] 2) los ácidos grasos dietéticos que activan FFAR4 alteraron el sabor y las preferencias por las grasas en ratas; [37] 3) Los ratones deficientes en FFAR4 tenían menos probabilidades de consumir comidas grasas; [21] 4) la inyección del agonista FFAR4 GPR120 III [23] en las áreas del núcleo arqueado y del núcleo accumbens del cerebro de los ratones redujo su ingesta de alimentos y suprimió los efectos gratificantes de los alimentos ricos en grasas y azúcares; [33] y 5) TUG-891 mejoró la orosensación grasa de los humanos (es decir, la falsa sensación de sabor obtenida por estimulación de la lengua) cuando se agregó a grasas dietéticas activadoras de FFAR4 pero no cuando se agregó a aceite mineral sin grasa. El último hallazgo sugiere que en los humanos los agonistas de FFAR4 mejoran la sensación de grasas pero por sí mismos no la evocan directamente. [53] Sin embargo, un estudio encontró que los ratones con genes Ffra4 no funcionales conservaron sus preferencias por soluciones oleosas y ácidos grasos de cadena larga. [54] Los estudios de seguimiento son esenciales para confirmar los roles funcionales de FFAR4 en las percepciones y preferencias del gusto. [37]
FFAR4 es expresado por una variedad de tipos de células involucradas en la inflamación, tales como macrófagos , células dendríticas , eosinófilos , [26] neutrófilos y células T. [16] Los activadores de FFAR4 inhibieron: los eosinófilos humanos de secretar una citocina proinflamatoria , interleucina 4 ; [55] los macrófagos peritoneales y RAW 264.7 de ratón de secretar las citocinas proinflamatorias factor de necrosis tumoral-α (es decir, TNF-α) e interleucina-6 ; las células dendríticas de ratón derivadas de la médula ósea de secretar las citocinas proinflamatorias proteína quimioatrayente de monocitos 1 , TNF-α, interleucina 6, subunidad alfa de interleucina-12 y subunidad beta de interleucina-12 ; [45] [56] y las células T citotóxicas y auxiliares del ratón liberan las citocinas proinflamatorias interferón gamma, interleucina 17 , interleucina-2 y TNF-α. [16] Estos hallazgos sugieren que FFAR4 actúa para suprimir la inflamación, una opinión respaldada por los siguientes estudios. Los ratones deficientes en FFAR4 tienen mayores niveles de inflamación en sus tejidos grasos. [28] Además, los fármacos agonistas de FFAR4 y/o los ácidos grasos omega-3 redujeron: 1) la inflamación crónica que se desarrolla en los tejidos grasos y hepáticos de ratones db/db ; [57] 2) la cistitis intersticial inducida por ciclofosfamida (es decir, inflamación de la vejiga urinaria) en ratas; 3) la inflamación del hígado que sigue al bloqueo transitorio de su suministro de sangre en ratones; 4) la inflamación inducida por la privación crónica del sueño de los tejidos grasos viscerales en ratones; 5) inflamación inducida por la dieta en los islotes del páncreas en ratones (esta reducción no ocurrió en ratones que carecían de un gen FFAR4 funcional ); 6) dermatitis de contacto en ratones inducida por 2,4-dinitroclorobenceno [14] (esta reducción no ocurrió en ratones deficientes en el gen FFAR4 [26] ); 7) colitis inducida por sulfato de sodio de dextrano en ratones; [58] y 8) Inflamación cerebral debida a la reducción del flujo sanguíneo a los cerebros de ratones causada por un infarto cerebral inducido experimentalmente . [14]
El ensayo clínico de fase II a corto plazo (es decir, menos de 29 días) (NCT02444910 https://www.clinicaltrials.gov) encontró que nueve adultos diabéticos tratados con el agonista FFAR4 KDT501 desarrollaron niveles plasmáticos más altos de adiponectina. Las muestras de biopsia de los tejidos grasos subcutáneos de estos individuos obtenidas hasta 3 días después del final del tratamiento con KDT501 liberaron mayores cantidades de adiponectina que las biopsias obtenidas antes del tratamiento con KDT501. [59] La adiponectina tiene varias acciones antiinflamatorias. [60]
La aterosclerosis arterial se inicia por el daño a las células endoteliales de estos vasos sanguíneos , es decir, sus capas individuales de células que miran hacia la sangre. Este daño abre un paso para que las lipoproteínas de baja densidad circulantes ingresen al vaso y se muevan a su capa más interna, la túnica íntima , donde se metabolizan a lipoproteínas de baja densidad oxidadas (es decir, oxLDL) . Los monocitos circulantes se adhieren al endotelio dañado, se mueven a la túnica íntima, ingieren la oxLDL y se diferencian en macrófagos M1 , es decir, macrófagos que promueven la inflamación. Estas células M1 continúan ingiriendo oxLDL y eventualmente pueden convertirse en células espumosas cargadas de colesterol que promueven el desarrollo de placas ateromatosas , es decir, acumulaciones endurecidas de macrófagos, lípidos, calcio y tejido conectivo fibroso . Con el tiempo, las placas pueden crecer hasta tamaños que estrechan u ocluyen las arterias en las que residen y causan enfermedad arterial periférica , hipertensión , enfermedades de las arterias coronarias y daño cardíaco. [11] Los siguientes estudios sugieren que la supresión de la inflamación vascular por agonistas de FFAR4 reduce el desarrollo de aterosclerosis y sus trastornos asociados. [17] 1) El fármaco activador de FFAR1/FFAR4, GW9508, estimuló las células espumosas de macrófagos humanos THP-1 cultivados y los macrófagos de ratón RAW264.7 para que secreten su colesterol y reduzcan sus niveles de ésteres de colesterilo . [61] 2) En cultivos celulares, GW9508 y TUG-891 inhibieron la adhesión de los monocitos THP-1 a las células endoteliales aórticas humanas. [11] 3) La administración a largo plazo de GW9508 [62] o TUG-891 [63] a ratones APOE−/− (estos ratones desarrollan aterosclerosis debido a la falta del gen de la apolipoproteína E ) convirtió los macrófagos M1 en macrófagos M2 supresores de la inflamación y resultó en una menor inflamación vascular y placas ateroscleróticas más pequeñas (las acciones de TUG-891 fueron revertidas por el antagonista de FFAR4, AH-7614 [63] ). 4) Después de la constricción de sus aortas (usando un procedimiento experimental denominado constricción aórtica transversal que fuerza al corazón a latir contra presiones sanguíneas excesivamente altas), los corazones de los ratones machos deficientes en FFAR4 pero no de las hembras tenían paredes ventriculares patológicamente engrosadas que se contraían disfuncionalmente en comparación con los ratones con niveles normales de FFAR4. 5) Los niveles de FFAR4 en el tejido cardíaco fueron más bajos en humanos con insuficiencia cardíaca congestiva . [11] Y, 6) en comparación con las mujeres, los hombres portadores del gen FFAR4 p.R270H defectuoso tenían varias anomalías cardíacas, incluyendo masas ventriculares izquierdas más grandes , diámetros ventriculares izquierdos más grandes medidos al final de la diástole , tamaños máximos aumentados de la aurícula cardíaca izquierda y una tendencia hacia fracciones de eyección cardíaca mínimas algo más bajas . [64] Muchos, pero no todos los ensayos clínicos, han encontrado que los regímenes dietéticos enriquecidos con ácidos eicosapentaenoico y docosahexaenoico reducen el riesgo de enfermedad cardíaca de la arteria coronaria, insuficiencia cardíaca congestiva y muerte súbita debido a enfermedad cardíaca. [65] Se necesitan más estudios para determinar si los efectos terapéuticos de los ácidos grasos omega-3 en ratones y humanos involucran la activación de FFAR4 y si los medicamentos FFAR4 potentes y de acción selectiva son más efectivos que los ácidos grasos omega-3 para prevenir y/o tratar estos y otros trastornos asociados con la aterosclerosis citados. [65]
Se ha detectado FFAR4 en varios tipos de células cancerosas humanas cultivadas y se ha descubierto que promueve o inhibe su proliferación, [9] migración , supervivencia y/o resistencia a fármacos contra el cáncer. [11] La dirección de sus efectos dependía del tipo de célula cancerosa y la respuesta examinada. [10] Los estudios han informado que: 1) GW9508 (que activa FFAR1 pero en concentraciones más altas también activa FFAR4) estimuló la migración de células de cáncer de colon humanas SW480 y HCT116 (ya que ninguna línea celular expresaba FFRA1, GW9508 pareció estimular esta migración activando FFAR4); [10] [66] 2) GW9508 inhibió la migración y proliferación de células de melanoma humano A375 y G361 pero fue menos eficaz en células A375 con derribo de FFAR4 (es decir, células que se han visto obligadas a expresar niveles bajos de FFAR4; este resultado sugiere que GW5098 actuó a través de FFAR4 y FFAR1 en estos dos tipos de células de melanoma); 3) GW9508 estimuló la migración e invasividad de células de osteosarcoma óseo humano MG-63 pero esta estimulación no ocurrió en células con derribo del gen FFAR4 y por lo tanto pareció implicar la activación de FFAR4; 4) el agonista de FFAR4 TUG-891 redujo la capacidad de los ácidos docosahexaenoico y eicosapentaenoico para estimular la proliferación de células de cáncer de próstata humano DU145 y PC-3 (este resultado sugiere que FFAR1 activado inhibió la proliferación de estas células); [10] y 5) los efectos de la supresión de los genes FFAR4 y FFAR1 y el tratamiento con TUG-891 en células de cáncer de páncreas humano PANC-1 sugirieron que FFAR4 estimulaba y FFAR1 inhibía la motilidad, la invasividad y la formación de colonias de estas células en ensayos de cultivo celular. [10] [67] El FFAR1 activado también estimula o inhibe los comportamientos malignos de varios tipos de cáncer, incluidos algunos de los que se analizan aquí (véase FFAR1 y cáncer ). Finalmente, un estudio informó que los individuos portadores de un polimorfismo de un solo nucleótido , es decir, un alelo variante de SNP del gen FFAR4 (variante descrita como 9469C>A en la que la adenina reemplaza a la citosina en la posición 9469 de la secuencia de ácido nucleico del gen ) tenían antecedentes familiares y riesgos personales aumentados de desarrollar cáncer de pulmón. [10] [68]Se necesitan más estudios en modelos animales, clínicos y genéticos para definir las funciones de FFAR4 y FFAR1 en estos y otros tipos de cáncer. [10]
Los estudios sobre el cáncer de mama con FFAR4 han sido más extensos que los de otros tipos de cáncer. Los estudios sobre cultivos celulares mostraron que la reducción de los niveles de FFAR4 en células de cáncer de mama humanas cultivadas MCF-7 , MDA-MB-231 y SKBR3 ralentizó su proliferación y aumentó su muerte por apoptosis , y que GW9508 y TUG-891 inhibieron la proliferación y migración de células MCF-7 y MDA-MB-231. [9] [10] [69] Los estudios en animales encontraron que las células MBA-MB-231 con la reducción del gen Ffar4 trasplantadas a ratones formaban tumores de mayor tamaño y crecimiento más rápido que los formados por trasplantes de células MBA-MB-231 normales; [9] y que los ratones tratados con GW9508 trasplantados con células MBA-MB-231 con la reducción del gen FFAR4 tenían más metástasis pulmonares que los ratones trasplantados con células MBA-MB-231 normales. Estos hallazgos sugieren que FFAR4 y FFAR1 contribuyen a inhibir el crecimiento del tumor de mama, pero FFAR1, no FFAR4, inhibe la metástasis de estas células. [9] [70] Los estudios de observación clínica informaron que: 1) FFAR4 se expresó en los cánceres de mama de los pacientes, pero no en el epitelio normal que recubre los conductos y lobulillos de sus mamas ; 2) las proporciones de cinco ácidos grasos que activan FFRA4 y FFAR1 (a saber, ácidos esteárico, dihomo-gamma-linolénico, docosatetraenoico, docosapentaenoico y docosahexaenoico) fueron mayores en los tejidos mamarios cancerosos de los pacientes que en los normales adyacentes; 3) los pacientes con cáncer de mama ER(+) (es decir, cánceres de mama que contienen células que expresan receptores de estrógeno ) tenían niveles más altos de FFAR4 en el tejido canceroso que los pacientes con receptor de estrógeno negativo, es decir, cáncer de mama ER(-); 4) entre todos los pacientes con cáncer de mama ER(+) que fueron tratados con tamoxifeno (un modulador selectivo del receptor de estrógeno comúnmente utilizado para tratar el cáncer de mama), aquellos con altos niveles de FFAR4 en células cancerosas tuvieron una tasa de supervivencia sin recurrencia a 10 años significativamente menor (porcentaje de individuos libres de enfermedad 10 años después del diagnóstico) y una tasa de supervivencia específica para el cáncer de mama a 10 años menor (porcentaje de individuos vivos 10 años después del diagnóstico) que aquellos con niveles más bajos de expresión de FFAR4 o pacientes con cáncer de mama ER(-); 5) individuos con niveles más altos de FFAR4 en tejido canceroso que tenían un subtipo de cáncer de mama luminal A, luminal B HER2(–) o luminal B HER(2+) (ver subtipos de cáncer de mama) tuvieron peores pronósticos que los individuos con niveles bajos de FFAR4 en estos respectivos subtipos de cáncer (los individuos con subtipos de cáncer de mama no luminal HER2(+) o triple negativo no mostraron esta relación). [9] [71] Estos hallazgos clínicos permiten que uno o más de los cinco ácidos grasos activadores de FFAR4/FFAR1 en los tejidos del cáncer de mama contribuyan al desarrollo y/o progresión de este cáncer; que los niveles altos de FFAR4 en los cánceres de mama ER(+) confieren resistencia a la terapia con tamoxifeno y, por lo tanto, reducen la supervivencia; y que los niveles altos de FFAR4 se asocian con una peor supervivencia en ciertos subtipos de cáncer de mama. Se necesitan estudios para determinar si un nivel alto de FFAR4 puede ser un marcador clínicamente útil para predecir la gravedad y el pronóstico de los cánceres de mama, una contraindicación para usar tamoxifeno para tratar los cánceres de mama y un objetivo para tratar los cánceres de mama ER(+) con, por ejemplo, un inhibidor de FFAR4. [9] [71]
Los osteoclastos absorben tejido óseo en un proceso fisiológico necesario para mantener, reparar y remodelar los huesos. Los osteoclastos se desarrollan mediante un proceso de diferenciación celular denominado osteoclastogénesis a partir de células del sistema fagocítico mononuclear . En un modelo de cultivo de médula ósea de ratón de reabsorción ósea, GW9508 inhibió la actividad de los osteoclastos al reducir la diferenciación de células a osteoclastos, así como la supervivencia y función de los osteoclastos. Dado que la expresión de FFAR4 fue 100 veces mayor que la de FFAR1 en los osteoclastos y la supresión de FFAR4 en los osteoclastos bloqueó los efectos de GW9508, [14] los estudios sugieren que el FFAR4 activado funciona para bloquear la resorción ósea mediada por osteoclastos . [14] [72] En apoyo de este punto de vista, los ratones con supresión del gen Ffar4 desarrollaron osteoartritis más rápidamente que los ratones de control en un modelo de osteoartritis de rodilla; El ácido docosahexaenoico inhibió la expresión de factores inflamatorios en condrocitos humanos cultivados ; y los niveles de proteína FFAR4 en el tejido graso osteoartrítico y/o cercano de humanos con osteoartritis fueron más altos que en aquellos con enfermedad ósea no osteoartrítica. [16] [73] Estos estudios sugieren que FFAR4 inhibe la resorción ósea y puede resultar útil para tratar la resorción ósea excesiva, es decir, la osteoporosis. [12] [13] [21]