Participação do TNF e da IL-18 no remodelamento do tecido adiposo induzido pela baixa disponibilidade de nutrientes.
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Membros da banca
Dr. Luiz Carlos Navegantes
Dr. Cândido Celso Coimbra
Dra. Maristela de Oliveira Poletini
Dr. Niels Olsen Saraiva
Dr. Cândido Celso Coimbra
Dra. Maristela de Oliveira Poletini
Dr. Niels Olsen Saraiva
Resumo
Introdução: Nas últimas décadas tem sido descrita a participação de mediadores inflamatórios no remodelamento do tecido adiposo, decorrente tanto da obesidade como do emagrecimento. Paradoxalmente, tanto à baixa quanto a alta disponibilidade de nutrientes induz uma resposta inflamatória no tecido adiposo branco (WAT) que favorece o aumento ou a redução da adiposidade. O fator de necrose tumoral (TNF) é uma citocina que está aumentada no WAT tanto no contexto da obesidade como sob o estímulo do jejum. Consistentemente, trabalhos in vitro demonstram que essa citocina participa do estímulo lipolítico. Adicionalmente, a sinalização do TNF em adipócitos estimula a secreção da interleucina 18 (IL-18), citocina que também participa da regulação lipolítica. Todavia, ainda é desconhecido o papel in vivo de ambas as citocinas na redução da massa adiposa induzida pela restrição alimentar. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a participação do TNF e da IL-18 no remodelamento do tecido adiposo induzido pela baixa disponibilidade de nutrientes em modelos animais e em humanos. Métodos: Foram realizadas cinco abordagens experimentais. Incialmente, utilizamos camundongos machos C57/Bl6, wild-type (WT), knockout para o receptor 1 do TNF (TNFR1-/-) e knockout para a IL-18 (IL-18-/-) submetidos ou não (controle) ao jejum de 24 ou 48h para avaliação da morfometria, metabolismo e inflamação do tecido adiposo epididmal (eWAT) e subcutâneo (iWAT). Como forma de mimetizar a resposta ao jejum, camundongos WT e TNFR1-/- foram tratados com CL316,243, um agonista seletivo do receptor adrenérgico β3, ou PBS e após 24h foram eutanasiados e avaliados. Realizamos a análise ex-vivo de porções do eWAT e iWAT de camundongos que foram condicionados em meio de cultura, tratados com um anticorpo inibidor do TNF, Infliximab, por 24h e estimulados por 90 minutos com CL316,243. Camundongos também foram tratados com Infliximab ou PBS e submetidos ou não (controle) ao jejum de 48h. Em uma abordagem mais translacional, analisamos a expressão dos genes para o TNFR1, ATGL, HSL, adiponectina, leptina e IL-18 no tecido adiposo omental (oWAT) e tecido adiposo subcutâneo (sWAT) de pacientes com obesidade grave. A expressão desses genes foi correlacionada com dados antropométricos e metabólicos antes e um ano após a cirurgia bariátrica. Resultados: Camundongos WT submetidos ao jejum de 24h apresentaram redução de adiposidade ao passo que os TNFR1-/- são resistentes a perda do tecido adiposo mesmo quando em jejum prolongado de 48h. A não responsividade dos camundongos TNFR1-/-parece ser decorrente da menor expressão de lipases e citocinas no WAT. Camundongos TNFR1-/- são também resistentes a redução de adiposidade induzida pelo CL316,243. Além disso, camundongos tratados com infliximab, e submetidos ao jejum de 48h são resistentes a perda de adiposidade e apresentam menor número de macrófagos residentes no iWAT. Diferente do TNF, a IL-18 parece não participar da redução de adiposidade induzida pelo jejum ou cirurgia bariátrica uma vez que camundongos IL-18-/- respondem ao jejum de forma similar aos animais WT. Além disso, a expressão da IL-18 no oWAT ou sWAT não se correlacionou com a perda de peso e gordura corporal um ano após a cirurgia bariátrica. Conclusão: Identificamos um efeito citocina-específico na regulação da perda de adiposidade induzida pelo jejum TNF exerce papel chave no remodelamento do tecido adiposo, ao passo que a IL-18 parece não exercer papel significativo.
Abstract
Introduction: The role of inflammatory mediators in adipose tissue remodeling resulting from
both obesity and weight loss has been described in the literature. Paradoxically, both low and
high nutrient availability induce an inflammatory response in white adipose tissue (WAT),
which favors an increase or reduction in adiposity. Tumor necrosis factor (TNF) is a cytokine
that increases in WAT both in the context of obesity and under the stimulus of fasting. In vitro
studies have consistently demonstrated that this cytokine participates in lipolytic stimulation.
Additionally, TNF signaling in adipocytes stimulates the secretion of interleukin 18 (IL-18), a
cytokine that participates in lipolytic regulation. However, the role of both cytokines in
adiposity reduction induced by dietary restriction remains unknown. The objective of the
present study was to evaluate the participation of TNF and IL-18 in adipose tissue remodeling
induced by low nutrient availability in animal models and humans. Methods: This work
included 5 five experimentais approaches. Initially, we used C57/Bl6 male mice, wild-type
(WT), knockout of TNF receptor 1 (TNFR1-/-), and knockout of IL-18 (IL-18-/-) subjected or
not (control) to fasting for 24 or 48 h to evaluate the morphometry, metabolism, and
inflammation of epididymal adipose tissue (eWAT) and subcutaneous adipose tissue (iWAT).
To mimic the response to fasting, WT and TNFR1-/- mice were treated with CL316,243, a
selective β3 adrenergic receptor agonist, or PBS and after 24h they were euthanized. We
performed an ex vivo evaluation in which portions of eWAT and iWAT from C57/Bl6 mice
were collected, conditioned in culture medium, treated with a TNF inhibitor antibody
(infliximab, for 24h and stimulated for 90 min with CL316,243. C57/Bl6 mice were also treated
with Infliximab or PBS and fasted for 48 h (control). In a more translational approach, we
analyzed the expression of TNFR1, ATGL, HSL, adiponectin, leptin, and IL-18 in omental
adipose tissue (oWAT) and subcutaneous adipose tissue (sWAT) of patients with severe
obesity. The expression of these genes was correlated with anthropometric and metabolic data
before and one year after bariatric surgery. Results: WT mice fasted for 24 h showed reduced
adiposity, whereas TNFR1-/- mice were resistant to fat pad loss, even after fasting for a
prolonged period of 48 h. The non-responsiveness of TNFR1-/- mice appears to be due to lower
expression of lipases and cytokines in WAT. TNFR1-/- mice were also resistant to CL316,243
induced adiposity reduction. Furthermore, mice treated with infliximab and fasted for 48 h were
resistant to adiposity loss and had a lower number of resident macrophages in the iWAT.
Interestingly, TNFR1 expression in the oWAT of obese patients was positively correlated with
weight loss (r=0. 5846) and adiposity (r=0.5352) one year after bariatric surgery. Unlike TNF,
IL-18 does not appear to participate in the adiposity loss induced by fasting or bariatric surgery,
since IL-18-/- mice respond to fasting in a similar way to WT animals. Furthermore, IL-18
expression in oWAT and sWAT was not correlated with weight and body fat loss one year after
bariatric surgery. Conclusion: We identified a cytokine-specific effect on the regulation of
adiposity loss induced by fasting or bariatric surgery, where TNF plays a key role in adipose
tissue remodeling, while IL-18 does not appear to play a significant role.
Assunto
Farmacologia, Jejum, Tecido Adiposo, Cirurgia Bariátrica, Fator de Necrose Tumoral, Interleucina-18
Palavras-chave
Jejum, Remodelamento do tecido adiposo, Cirurgia bariátrica, TNF, IL-18
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