LIF e CCBP2 participam da regulação hipotalâmica da homeostase energética em camundongos

Orientador: Lício Augusto Velloso Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A obesidade tornou-se um fenômeno de magnitude epidêmica e populações de muitas regiões do planeta estão enfrentando o aumento da prevalência de varias doenças associadas ao excesso de peso, incluindo doença hepática gordurosa não alcoólica, diabetes mellitus tipo 2, além de alguns tipos de câncer. O excesso de peso resulta essencialmente do desequilíbrio entre ingestão calórica e gasto de energia que compreende o metabolismo basal, a atividade física, e a termogênese adaptativa induzida pela dieta ou pelo frio. No entanto, existem mecanismos metabólicos diversos e complexos que estão envolvidos no controle do peso corporal, e que são na sua maioria, controlados pelo sistema nervoso central. Estudos demonstraram que a obesidade induzida experimentalmente pelo consumo de dieta hiperlipídica é acompanhada da instalação de um processo inflamatório no hipotálamo que leva a resistência a hormônios anorexigênicos como leptina e insulina, e finalmente a uma regulação defeituosa da ingestão alimentar e do gasto energético. Por serem expressas especialmente durante a resposta imune, as quimiocinas estão envolvidas com o processo de inflamação hipotalâmica que é observado já nas primeiras 24 horas de exposição à dieta rica em gordura saturada. Várias quimiocinas atuam no recrutamento de células monocíticas com perfil fenotípico inflamatório. A identificação de fatores inflamatórios que desempenham papel importante no recrutamento de monócitos da periferia pode contribuir para que se obtenham avanços na compreensão dos mecanismos patofisiológicos que levam a obesidade. Assim, o presente estudo teve por objetivo geral avaliar a expressão de quimiocinas durante as primeiras etapas da instalação da inflamação hipotalâmica na obesidade experimental induzida por dieta rica em gordura saturada. Na primeira etapa do estudo, identificamos por meio de um PCR-array, duas quimiocinas, LIF e CCBP2, potencialmente envolvidas na regulação da resposta inflamatória hipotalâmica. Após essa identificação, observamos que animais resistentes à obesidade (OR) alimentados com dieta hiperlipídica apresentam maior expressão gênica da quimiocina LIF. Foram então realizados experimentos de inibição de LIF em animais OR através de imunoneutralização proteica realizada por microinjeção de anticorpo anti-LIF no hipotálamo. Sob inibição do LIF hipotalâmico camundongos OR apresentaram aumento significativo de peso e menor tolerância oral à glicose, assemelhando-se fenotipicamente e metabolicamente aos animais propensos à obesidade (OP). Os animais OR tratados com anti-LIF apresentaram ainda menor atividade espontânea e aumento significativo na expressão gênica das citocinas pró-inflamatórias no hipotálamo após um dia de dieta hiperlipídica. Com relação a CCBP2, realizamos quantificação por PCR em tempo real em camundongos OR e OP e observamos uma menor expressão gênica apenas nos animais OP. Construímos então um lentivírus para superexpressão de CCBP2 no hipotálamo dos camundongos OP. A infecção lentiviral resultou no aumento de CCBP2 no hipotálamo e foi acompanhada de uma redução significativa das citocinas inflamatórias em animais alimentados por 15 com dieta hiperlipídica. O aumento da expressão hipotalâmica da CCBP2 não resultou em modificação do peso, porem melhorou a tolerância à glicose quando comparado aos seus controles Abstract: Obesity has reached epidemic proportions and populations in many regions of the world are facing an increase in the prevalence of a number of its comorbidities such as, non-alcoholic fatty liver disease, type 2 diabetes and some types of cancer. Excessive body mass results from the disequilibrium between caloric intake and energy expenditure, which includes, basal metabolism, physical activity and adaptive thermogenesis induced by diet or environmental temperature. Nevertheless, a number of diverse and complex metabolic mechanisms are involved in the control of body mass and many of them are regulated by the central nervous system. Studies have shown that in diet-induced obesity the hypothalamus can be affected by an inflammatory response induced by dietary fats. This inflammation results in defective response to anorexigenic hormones, such as leptin and insulin, and therefore to an abnormal regulation of food intake and energy expenditure. Chemokines are expected to play an important role in the regulation of the inflammatory response in the hypothalamus, which is observed as early as 24 h after the introduction of a high-fat diet. The chemokines are involved in the recruitment of inflammatory cells to the site of inflammation. We believe that the identification and characterization of factors involved in the early steps of hypothalamic inflammation in obesity may contribute for the understanding of the pathophysiological mechanisms leading to obesity. The objective of this study was to evaluate the expression of hypothalamic chemokines during early experimental obesity induced by the consumption of a high-fat diet. In the first part of the study, we used PRC-array to identify LIF and CCBP2 as two chemokines potentially involved in the regulation of the hypothalamic inflammatory response during early exposure to dietary fats. LIF is increased in the hypothalamus of obese resistant (OR) mice. Upon immunoneutralization of hypothalamic LIF, OR mice presented increased body mass and reduction of glucose tolerance, becoming phenotypically similar to obese prone (OP) mice. In addition, in OR mice treated with the anti-LIF antibody in the hypothalamus, there were reduced spontaneous physical activity and increased expression of inflammatory cytokines in the hypothalamus, as early as one day after the introduction of a high-fat diet. Regarding CCBP2, we determined using real-time PCR that the transcript encoding for this chemokine is reduced in the hypothalamus of OP mice. A letivirus vector was constructed to increase the expression of CCBP2 and this was used to treat OP mice via hypothalamic injection. The increased expression of CCBP2 in the hypothalamus of OP mice was accompanied by reduction of diet-induced expression of inflammatory cytokines in the hypothalamus. This was not accompanied by changes in body mass; however, there was an improvement of whole body glucose tolerance as compared with respective controls Doutorado Clínica Médica Doutora em Ciências FAPESP 2012/20115-4