Mappatura dei circuiti tra tessuto adiposo e cervello per comprendere e trattare l'obesità / Mapping Fat–Brain Circuits To Understand and Treat Obesity

Mappatura dei circuiti tra tessuto adiposo e cervello per comprendere e trattare l'obesità. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile inquesto tipo di applicazione. / Mapping Fat–Brain Circuits To Understand and Treat Obesity. The process described in ENEA patent RM2012A000637 is very useful for this type of application.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Una giovane ricercatrice è stata premiata per aver svelato i meccanismi di collegamento tra cervello e corpo, che potrebbero guidare lo sviluppo di nuove terapie.

I premi Blavatnik per giovani scienziati riconoscono ricercatori e ingegneri eccezionali all'inizio della loro carriera, di età pari o inferiore a 42 anni, provenienti da discipline scientifiche fondamentali.

Ad oggi, il programma di premi ha erogato oltre 20 milioni di dollari in finanziamenti a più di 500 scienziati in tutto il mondo.

Quest'anno, il dottor Li Ye , professore allo Scripps Research Institute, ricercatore presso l'Howard Hughes Medical Institute e titolare della cattedra N. Paul Whittier in chimica e biologia chimica, è stato selezionato come finalista per la sua ricerca. Ye studia le interazioni tra il cervello ed il metabolismo dell'intero organismo, che potrebbero rivelare nuovi approcci terapeutici per l'obesità, il diabete e le malattie neurologiche.

"È la comunità di scienziati e colleghi che i Premi Blavatnik riuniscono a rendermi particolarmente orgoglioso di questo riconoscimento", ha commentato Ye. "Trovo inoltre particolarmente prezioso il fatto che questi premi riuniscano ricercatori di spicco provenienti dalla fisica, dalla chimica e dalle scienze biologiche, creando opportunità per nuovi dialoghi interdisciplinari.Technology Networks ha parlato con Ye per saperne di più sulla sua ricerca, sugli strumenti che ha utilizzato per esplorare la comunicazione cervello-corpo e su cosa potrebbe significare la sua ricerca per il trattamento di malattie che colpiscono milioni di persone in tutto il mondo. 

Izzy Hirst (IH)Cosa ti ha spinto a studiare come il cervello regola il consumo energetico del corpo, e come si è evoluto il tuo interesse fino a comprendere il diabete e le malattie neurologiche, oltre all'obesità?

Li Ye, PhD (LY): Il successo dei farmaci GLP-1 ha ribadito quanto sia fondamentale il cervello nella regolazione dell'equilibrio energetico del corpo. Eppure, il consumo energetico del cervello stesso rimane molto meno conosciuto e compreso. Questa è una delle domande che inizialmente mi hanno spinto ad intraprendere questo campo di studi.

L'obesità è solo una delle manifestazioni di uno squilibrio energetico. Durante l'invecchiamento ed in presenza di patologie come il diabete, il corpo si trova ad affrontare anche problemi energetici che potrebbero non riflettersi nell'adiposità, ma emergere quando cellule e organi non riescono a regolare correttamente l'energia.

IH:Quali risultati della sua ricerca sulla comunicazione cervello-corpo e sulla regolazione dell'appetito ritiene più importanti per il futuro della ricerca sull'obesità?

LY:Siamo particolarmente interessati a come il cervello compensa la perdita di peso, ad esempio ai processi che possono contribuire alla resistenza ai farmaci contro l'obesità od al recupero del peso dopo l'interruzione dell'assunzione di farmaci come i GLP-1.

Rimbalzo ponderale dopo l'interruzione del trattamento con GLP-1

Uno studio del 2025 ha rilevato che il 64,8% dei pazienti in sovrappeso ha interrotto l'assunzione di GLP-1 entro un anno. Tra i pazienti in sovrappeso che avevano interrotto il trattamento, il 36,3% lo aveva ripreso nello stesso anno: il recupero di peso era significativamente associato alla ripresa della terapia.

Abbiamo scoperto che il tessuto adiposo comunica con il cervello per contribuire a mantenere un "punto di riferimento" per il peso corporeo e l'equilibrio energetico. Riteniamo che la comprensione di questo processo possa aiutarci a sviluppare strategie più stabili e sostenibili per la gestione del peso.

IH: Il vostro laboratorio combina tecniche di imaging cerebrale su larga scala, mappatura dei circuiti neurali e screening molecolare per la ricerca. In che modo questi strumenti hanno influenzato le domande che potete porvi sulla comunicazione tra cervello e corpo?

LY: Questi strumenti interdisciplinari su larga scala ci permettono di rimanere molto aperti a percorsi non convenzionali che potrebbero mediare la comunicazione tra il corpo e il cervello.

Indagine sulla comunicazione cervello-corpo

Il gruppo di Ye ha sviluppato HYBRiD (Hydrogel-based reinforcement of three-dimensional imaging solvent-cleared organs). Questa tecnica di trasparenza tissutale rende trasparenti parti del corpo ampie ed eterogenee, preservandone al contempo l'integrità strutturale. In uno studio del 2022, pubblicato su Nature, HYBRiD ha permesso ai ricercatori di identificare e mappare i neuroni sensoriali che trasmettono segnali dal tessuto adiposo al cervello.

Il gruppo ha inoltre sviluppato un vettore retrogrado ottimizzato per il tracciamento degli organi (ROOT), utilizzato nello stesso studio. Grazie a ROOT, gli scienziati possono ablare punti specifici sui neuroni sensoriali. Poiché il vettore può trasportare istruzioni genetiche per l'espressione di marcatori fluorescenti, i ricercatori possono studiarne le conseguenze mediante microscopia a fluorescenza.

Nello studio del 2022, è stato proposto che il targeting retrogrado basato su ROOT potesse essere combinato con la sequenziatura dell'RNA a singola cellula per esplorare i neuroni che innervano il tessuto adiposo a livello molecolare.

“A volte, idee ed approcci che provengono da ambiti disciplinari esterni possono rivelarsi particolarmente innovativi e stimolanti.” — Dott.ssa Li Ye.

IH: Quali limitazioni riscontra negli attuali approcci al trattamento dell'obesità che spera di affrontare attraverso la sua ricerca?

LY: In un mondo ideale, speriamo di sviluppare trattamenti per l'obesità che non si basino sulla soppressione dell'appetito; ad esempio, intervenendo sul dispendio energetico o sul punto di equilibrio del peso corporeo stesso.

Potenzialmente, tali approcci potrebbero portare a una gestione del peso più sostenibile, anche dopo l'interruzione della terapia farmacologica

ENGLISH

A young researcher was recognized for unraveling brain–body pathways that could guide the development of new treatments.

The Blavatnik Awards for Young Scientists recognize exceptional early-career researchers and engineers aged 42 and younger from core scientific disciplines.

To date, the awards program has provided more than $20 million in funding to over 500 scientists worldwide.

This year, Dr. Li Ye, a professor at the Scripps Research Institute, an investigator at the Howard Hughes Medical Institute, and the N. Paul Whittier Chair in chemistry and chemical biology, was recognized as a finalist for his research. Ye explores interactions between the brain and whole-body metabolism that could reveal new treatment approaches for obesity, diabetes, and neurological diseases.

“It is the community of scientists and peers that the Blavatnik Awards bring together that makes me particularly proud of this recognition,” Ye reflected. “I also find it especially valuable that these awards bring together leading researchers from physics, chemistry, and the life sciences, creating opportunities for new conversations across disciplines.”

Technology Networks spoke with Ye to learn more about his research, the tools he has used to explore brain–body communication, and what his research could mean for the treatment of diseases affecting millions worldwide. 

Izzy Hirst (IH): What drew you to study how the brain regulates the body’s energy use, and how did your focus evolve to encompass diabetes and neurological diseases, as well as obesity?

Li Ye, PhD (LY): The success of GLP-1 drugs has reaffirmed just how critical the brain is in regulating the body's energy balance. Yet the energy use of the brain itself remains far less appreciated and understood. This is one of the questions that originally drew me into this field.

Obesity is just one manifestation of dysregulated energy balance. During aging and under conditions such as diabetes, the body also faces energy challenges that may not be reflected in adiposity but instead emerge when cells and organs fail to regulate energy properly.

IH:Which findings from your research on brain–body communication and appetite regulation do you consider most important for the future of obesity research?

LY: We are particularly interested in how the brain compensates for weight loss—for example, the processes that may contribute to resistance to obesity drugs or weight regain after people stop taking medications such as GLP-1s.

Weight rebound following GLP-1 discontinuation

One 2025 study found that 64.8% of overweight patients discontinued GLP-1s within one year. Of the overweight patients who had discontinued, 36.3% had restarted within the same year—weight regain was significantly associated with reinitiation.

We have found that fat tissue communicates with the brain to help maintain a “set point” for body weight and energy balance. We believe that understanding this process may help us develop more stable and sustainable strategies for weight management.

IH:Your lab combines brain-wide imaging, circuit mapping, and molecular screening for research. How have these tools shaped the questions you can ask about brain–body communication?

LY:These large-scale, interdisciplinary tools allow us to remain very open-minded about unconventional pathways that may mediate communication between the body and the brain.

Investigating brain–body communication

Ye’s team developed hydrogel-based reinforcement of three-dimensional imaging solvent-cleared organs (HYBRiD). This tissue-clearing technique makes large, heterogeneous body parts transparent while preserving structural integrity. In a 2022 study, published in Nature, HYBRiD enabled researchers to identify and map sensory neurons that transmit signals from fat tissue to the brain.

The team also developed retrograde vector optimized for organ tracing (ROOT), which was used in the same study. Using ROOT, scientists can ablate specific points on sensory neurons. As the vector can carry genetic instructions for fluorescent marker expression, researchers can investigate the consequences using fluorescence microscopy.

In the 2022 study, it was proposed that ROOT-based retrograde targeting could be combined with single-cell RNA-seq to explore fat-innervating neurons at a molecular level.

“Sometimes, ideas and approaches that come from outside traditional disciplinary boundaries can be particularly novel and refreshing.” — Dr. Li Ye.

IH:What limitations do you see in current approaches to obesity treatment that you hope to address through your research?

LY:In an ideal world, we hope to develop obesity treatments that do not rely on suppressing appetite; for example, by targeting energy expenditure or the body weight set point itself.

Potentially, such approaches could lead to more sustainable weight management, even after people stop taking the medication.

Da:

https://www.technologynetworks.com/neuroscience/articles/mapping-fatbrain-circuits-to-understand-and-treat-obesity-418137