Participação das citocinas IL-18 E TNF, e do receptor CCR5 em alterações metabólicas e inflamatórias na obesidade induzida por dieta

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Universidade Federal de Minas Gerais

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A obesidade caracteriza-se pela expansão exacerbada do tecido adiposo associada à disfunção metabólica e inflamatória, sendo classificada como um estado de inflamação crônica de baixo grau. Nesse contexto, vias e mediadores pró-inflamatórios têm demonstrado papel importante no desenvolvimento da doença metabólica. A resposta inflamatória associada à obesidade é desencadeada pela integração de diferentes vias do sistema imunológico, com marcada liberação de citocinas pró-inflamatórias no tecido adiposo. Diversos leucócitos e os próprios adipócitos contribuem com esse aumento de citocinas em tal tecido, sendo que essas, por si só, também estimulam vias de transcrição de outros mediadores pró-inflamatórios. Assim, o presente trabalho avaliou o papel das citocinas IL-18, TNF e também do receptor CCR5 no remodelamento do tecido adiposo, bem como no metabolismo intermediário. Para desenvolvimento do presente estudo foram utilizados camundongos IL-18-/-, TNFR1-/- e CCR5-/-, e animais selvagens (WT), alimentados com dieta controle ou rica em carboidratos refinados (HC). Mostrou-se que a ablação da citocina IL- 18 ou do receptor 1 do TNF levou ao aumento na produção de citocinas no fígado e à piora do escore histopatológico nesse órgão, mesmo quando esses animais foram tratados com dieta controle (magros). No entanto, o tratamento com dieta HC não exacerbou essa inflamação nos mesmos animais. Com relação a expansão e inflamação no tecido adiposo, camundongos TNFR1-/- ganharam mais adiposidade, independentemente da composição da dieta (controle ou HC). Além disso esses camundongos apresentaram supressão na concentração dascitocinas TNF, IL-6 e IL-10 no tecido adiposo. Por outro lado, no contexto da dieta HC, a ablação do TNFR1-/- levou à melhora na sensibilidade à insulina. Com relação aos camundongos IL-18-/-, esses também apresentaram maior adiposidade, sendo esse aumento associado à maior concentração de citocinas pró-inflamatórias no tecido adiposo, à diminuição da tolerância à glicose, mesmo quando alimentados com dieta controle. O tratamento com dieta HC não exacerbou essas respostas. Realizou-se também um modelo de quimeras para avaliar em quais células a ausência dessa citocina estaria desencadeando o fenótipo observado. Mostrou que a expansão do tecido adiposo observada nos animais IL-18-/- parece estar relacionada à deficiência de sua secreção em células não hematopoiéticas, enquanto que a menor tolerância à glicose parece estar relacionada à ablação da citocina em células hematopoiéticas. Já sobre os camundongos CCR5-/-, mostrou-se que a deficiência desse receptor de quimiocinas, apesar de não alterar o ganho de peso corporal e a adiposidade visceral, aumenta o compartimento inguinal, prejudicando o metabolismo de glicose e lipídios, além de contribuir com o acúmulo de gorduras no fígado. Quando alimentados com dieta HC os camundongos CCR5-/-, apresentaram piora na resistência à insulina, bem como na esteatose hepática. Como conclusão do presente trabalho, destaca-se que além da participação de diferentes vias inflamatórias no desenvolvimento e progressão da obesidade, tais vias parecem também estar relacionadas à manutenção da homeostase metabólica.

Abstract

Obesity is characterized as an exacerbated expansion of adipose tissue associated with metabolic and inflammatory dysfunction, and with a low-grade chronic inflammation state. In this context, the role of proinflammatory pathways and mediators have been shown on the development of that metabolic disease. The inflammatory response observed is an integration between differents pathways of the immune system, and during besity, there is a marked increase in proinflammatory cytokines in the adipose tissue. Leukocytes and adipocytes contribute to the high level of cytokines, and that cytokines can also stimulate the transcription of other proinflammatory mediators. Thus, the present study evaluated the role of the cytokines IL-18 and TNF, and also the role of CCR5 receptor on the adipose tissue remodeling and on the metabolic complications of obesity. IL-18-/-, TNFR1-/- , CCR5-/- and wild type mice, fed with chow or rich in refined carbohydrates diet (HC) were used. Lack of IL-18 or TNF receptor 1 have led to increased cytokine production in the liver and higher histopathological score, even in the lean animals (fed on a control diet). However, HC diet did not exacerbate hepatic inflammation. About adipose tissue expansion, TNFR1-/- mice gained more adiposity regardless of diet composition. Also, they showed decreased levels of TNF, IL-6 and IL-10 cytokines on the tissue. On the other hand, the ablation of TNFR1-/- mice improved insulin sensitivity during a challenge with HC diet. The IL-18-/- mice gained more weight and adiposity, and have shown increased proinflammatory cytokines in adipose tissue, associated to a decreased glucose tolerance even when fed with control diet. HC diet challenge did not exacerbate those responses. We also studied a chimeric model, to evaluate which cells were involved in the IL-18 -/- mice phenotype. We have shown that the expansion of adipose tissue observed in IL-18-/- mice appears to be related to the deficiency of this cytokine in non-hematopoietic cells, whereas the decrease in glucose tolerance seems to be related to the cytokine ablation in hematopoietic cells. To evaluate the role of recruitment, we used CCR5-/- mice. We have shown that CCR5 absence did not alter body weight gain and visceral adiposity, but increased inguinal fat pad, impaired glucose and lipid metabolism and contributed to fat accumulation in the liver. When fed with HC diet, CCR5-/ - mice showed impaired insulin sensitivity, as well as hepatic steatosis. We concluded that despite different inflammatory pathways were associated with development and progression of obesity, they also seem to be related to maintenance of metabolic homeostasis.

Assunto

Obesidade, Citocinas, Inflamação, Tecido adiposo, Dieta, Interleucina-18

Palavras-chave

Obesidade; citocinas; inflamação; tecido adiposo; quimicionas, dieta; dieta HC; IL-18; TNF; CCR5.

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