Rezistența la insulină și dezvoltarea diabetului, observate frecvent în asociere cu obezitatea, sunt puternic corelate cu activarea cronică de grad scăzut a căilor inflamatorii hepatice și adipoase. Mai mult, obezitatea este, de asemenea, asociată cu insensibilitatea la stimularea catecolaminei a țesutului adipos, rezultând o cheltuială mai mică de energie și scăderea lipolizei.

inflamatorii

Pe baza studiilor anterioare, Mowers și colab. (2013) au folosit o abordare proteomică ca parte a proiectării lor experimentale extinse pentru a investiga în continuare activarea dependentă de obezitate a căii inflamatorii NFκB. 1 Rezultatele lor arată că, prin această cale, principala fosfodiesterază adipocitară 3B (PDE3B) este activată printr-o modificare post-translațională. Acest lucru atenuează semnalizarea simpatică β-adrenergică la adipocite, inhibând astfel lipoliza.

În studiile anterioare in vivo în care șoarecii au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi pentru a induce obezitatea, cercetătorii au descoperit niveluri crescute de mARN și proteine ​​ale IKKε și TBK1, două kinaze IκB non-canonice pe calea NFκB. Ca o continuare, au investigat studii de transfecție în culturi de adipocite 3T3-L1. Folosind studii de supraexpresie și constructe mutante, au reușit să demonstreze că sensibilitatea redusă la stimularea β-agonistă a fost direct legată de abundența IKKε și TBK1. Mai mult, atunci când aceste două kinaze au fost supra-exprimate în adipocite, lipoliza a fost inhibată și eliberarea glicerinei a fost redusă.

Aceste efecte inhibitoare au fost aparent reglate la nivelul eliberării AMPc și a expresiei genei Ucp1, ambii intermediari în calea de răspuns a catecolaminelor adipocite, ducând la o creștere a cheltuielilor de energie. Cercetătorii au obținut rezultate similare studiilor de transfecție cu supraexpresie atunci când au tratat adipocite normale 3T3-L1 cu administrare prelungită (24 de ore) de TNFα, o citokină inflamatorie secretată de macrofage proinflamatorii care se infiltrează în țesutul adipos la obezi. Efectul TNFα asupra adipocitelor ar putea fi alungat prin tratarea celulelor cu amlexanox, un inhibitor selectiv al IKKε și TBK1.

Echipa și-a îndreptat apoi atenția asupra fosfodiesterazelor (PDE), un grup de enzime care sunt, de asemenea, sensibile la insulină, active în căile metabolice adipocitare și cunoscute pentru a reduce semnalizarea AMPc. Inhibarea PDE3B - PDE predominant în adipocite și care este activată prin fosforilare - a restabilit producția de AMPc atunci când adipocitele au fost tratate cu IKKε și TBK1. Acest lucru s-a produs și în adipocitele transfectate supraexprimând cele două kinaze. Mai mult, studiile de co-incubație au arătat că IKKε și TBK1 au activat PDE3B prin fosforilare in vitro.

Cositoare și colab. apoi a folosit o abordare proteomică pentru a investiga rolul fosforilării post-translaționale a PDE3B și medierea acesteia a răspunsului la insensibilitate la catecolamină. Folosind coexpresia PDE3B cu IKKε și TBK1 în celulele Cos-1, cercetătorii au imunoprecipitat produsele marcate PDE3B și apoi le-au pregătit pentru cromatografie lichidă - analiză spectrometrică de masă tandem (LC-MS/MS). Folosind un spectrometru de masă capcană ionică hibrid LTQ Orbitrap XL-Orbitrap (Thermo Scientific), cercetătorii au caracterizat locurile de legare afectate de fosforilare, localizându-le la resturile de serină 22, 299, 318, 381, 463, 467 și 503. Acestea erau comune ambele kinaze.

Cu referire la alte studii și folosind datele lor proteomice, Mowers și colab. a examinat relevanța funcțională a serinei 318 în ceea ce privește fosforilarea indusă de kinază și atenuarea ulterioară a semnalizării catecolaminei în adipocite. Cercetătorii au creat o construcție mutantă Ser318Ala (S318A) fără legare, utilizând-o în studii de legare și în studii de transfecție 3T3-L1 pentru a investiga interacțiunea cu componentele căii. Ei au descoperit că PDE3B S318A nu se leagă și că acest lucru a salvat adipocitele de efectele tratamentului prelungit TNFα in vitro, în ciuda dovezilor care arată că fosforilarea altor resturi de serină PDE3B a avut loc încă.

Ulterior, echipa de cercetare a apelat la validarea rezultatelor lor cu studii in vivo. Folosind un model de obezitate indusă de o dietă bogată în grăsimi, au descoperit că pre-tratamentul cu amlexanox a restabilit răspunsul normal la administrarea de catecolamină la șoarecii obezi, similar cu cel observat în controalele dietetice normale. Oamenii de știință au descoperit acest efect repetat ex vivo în explanții de țesut adipos de la șoarecii obezi, observând niveluri crescute de AMPc după administrarea de amlexanox. Metabolic, ratele consumului de oxigen au crescut la șoarecii obezi ca răspuns la injecția de catecolamină numai atunci când au fost tratați cu amlexanox, sugerând astfel că cheltuielile de energie au fost restabilite.

După ce au demonstrat o nouă legătură între inflamația indusă de obezitate și activitatea simpatică redusă în țesutul adipos, autorii propun că demonstrarea lor de ținte moleculare noi oferă noi căi de dezvoltare a medicamentelor în tratamentul obezității și diabetului de tip 2.

Referințe

Autor postat: Amanda Maxwell. Artist de tehnică mixtă; blogger și comunicator social media; om de știință clinic și scriitor.

Un explorator de spațiu digital, care implică cititorii prin traducerea teoriilor și subiectelor complexe în mod creativ într-un limbaj de zi cu zi.