Estudo da expressão dos genes UCP2, NLRP3 e do Microna-133a no tecido adiposo subcutâneo de pacientes com obesidade e indivíduos eutróficos

Abstract

A obesidade é uma doença crônica multifatorial caracterizada por um acúmulo excessivo de gordura corporal resultante de um desequilíbrio energético entre a ingestão e o gasto calórico. Esse desequilíbrio é decorrente da interação entre meio ambiente, suscetibilidade genética e epigenética. A UCP2 (uncoupling protein 2) está localizada na membrana mitocondrial interna e atua dissipando o gradiente de prótons da cadeia respiratória mitocondrial, diminuindo a produção de ATP e, consequentemente, influenciando o gasto energético. Alguns estudos sugerem que a expressão de UCP2 está diminuída no tecido adiposo (TA) de indivíduos com obesidade; entretanto, os resultados são ainda inconclusivos. Além disso, a UCP2 parece regular a ativação do inflamassoma NLRP3 (NLR family, pyrin domain-containing 3). O inflamassoma NLRP3 é um dos principais responsáveis pela produção de citocinas proinflamatórias [interleucina- (IL-1β) e IL-18] no TA e está envolvido na inflamação crônica de baixo grau presente na obesidade. Dessa forma, ambos os genes podem contribuir para a patogênese dessa doença. Diversos estudos vêm demonstrando a associação de fatores epigenéticos reguladores da expressão gênica, como os microRNAs (miRNAs), em diversos processos patológicos, incluindo na patogênese da obesidade. Estudos recentes in vitro e em modelos animais sugerem que o miR-133a-3p regula a expressão de UCP2 em diferentes tecidos. Além disso, o miR-133a-3p parece também estar envolvido na ativação do inflamassoma NLRP3 através do bloqueio de UCP2, mostrando o envolvimento deste miRNA na regulação desses dois genes. Entretanto, até o momento, nenhum estudo avaliou de forma combinada a associação de UCP2, NLRP3 e miR-133a-3p no contexto da obesidade. Sendo assim, no presente estudo, nós comparamos as expressões de UCP2, NLRP3 e miR-133a-3p no TA subcutâneo (TAS) de pacientes com obesidade e indivíduos eutróficos. Além disso, avaliamos se essas expressões se correlacionavam com parâmetros de composição corporal, taxa metabólica basal, resistência à insulina e perfis glicêmico e lipídico desses indivíduos. Neste estudo de caso-controle, as expressões dos genes de interesse foram avaliadas no TAS de 61 pacientes, os quais foram divididos em três grupos de acordo com os seus índices de massa corporal (IMC): Grupo 1 (IMC ≤ 25kg/m2; n = 8), Grupo 2 (IMC: 30.0 – 39.9 kg/m2; n = 24) e Grupo 3 (IMC ≥ 40 kg/m2; n = 29) por meio da técnica de PCR em tempo real. Para este fim, utilizamos biópsias de indivíduos submetidos à cirurgia abdominal eletiva (grupos 1 e 2) ou cirurgia bariátrica (grupo 3). Como resultado, encontrou-se uma diminuição das expressões de UCP2 e miR-133a-3p em pacientes com obesidade (Grupos 2 e 3) em comparação com indivíduos eutróficos (Grupo 1). Apesar da expressão de NLRP3 não ter diferido entre os grupos, ela se correlacionou negativamente com a expressão de UCP2 e positivamente com a expressão de miR-133a-3p, com valores de circunferência da cintura e de excesso de peso. Em conclusão, as expressões de UCP2 e miR-133a-3p estão diminuídas no TAS de pacientes com obesidade. Embora a expressão de NLRP3 não tenha diferido entre os grupos, ela foi positivamente correlacionada com os valores de circunferência da cintura e excesso de peso. Estes resultados reforçam os papéis da UCP2, NLRP3 e miR-133a-3p-3p na fisiopatologia da obesidade.

Obesity is a chronic multifactorial disease characterized by an excessive accumulation of body fat resulting from an energy imbalance between intake and caloric expenditure. This imbalance is due to the interaction between environment, genetic susceptibility and epigenetics. The uncoupling protein 2 (UCP2) is located in the inner mitochondrial membrane and acts by dissipating the proton gradient from the mitochondrial respiratory chain, decreasing ATP production and, consequently, influencing energy expenditure. Some studies have suggested that UCP2 expression is decreased in adipose tissue (TA) from obese individuals; however, results are still inconclusive. In addition, UCP2 seems to regulate the activation of the NLR family, pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasome. The inflamasomme NLRP3 is one of the main responsible for the production of the proinflammatory cytokines interleukin- (IL-1β) and IL- 18 in the TA and seems to be involved in the chronic low-grade inflammation present in obesity. Thus, both of these genes can contribute to the pathogenesis of this disease. Several studies have demonstrated the association of epigenetic factors that regulate gene expression, such as microRNAs (miRNAs), in several pathological processes, including in the pathogenesis of obesity. Recent studies in vitro and in animal models have suggested that miR-133a-3p regulates UCP2 expression in different tissues. Moreover, miR-133a-3p also appears to be involved in the activation of NLRP3 inflammation by blocking UCP2, showing the involvement of this miRNA in the regulation of these two genes. However, to date, no study has evaluated the combined association of UCP2, NLRP3 and miR-133a-3p in the context of obesity. Thus, in the present study, we compared the expressions of UCP2, NLRP3 and miR-133a-3p in subcutaneous AT (SAT) of patients with obesity and eutrophic 16 individuals. In addition, we evaluated whether their expressions correlate with parameters of body composition, resting energy expenditure, insulin resistance, and glycemic and lipid profiles of these individuals. In this case-control study, expressions of the genes of interest were evaluated in SAT of 61 patients, which were divided into three groups according to body mass index (BMI): Group 1 (BMI ≤ 25 kg /m2); Group 2 (BMI: 30.0 - 39.9 kg /m2, n = 24); and Group 3 (BMI ≥ 40 kg /m2; n = 29) using Real Time PCR. For this purpose, we used biopsies of individuals submitted to elective abdominal surgery (groups 1 and 2) or bariatric surgery (group 3). As a result, UCP2 and miR-133a-3p expressions were decreased in patients with obesity (Group 2 and 3) compared to eutrophic individuals (Group 1). Although NLRP3 expression did not differ among groups, it was negatively correlated with UCP2 expression and positively correlated with miR-133a-3p expression, waist circumference and weigh excess. In conclusion, UCP2 and miR-133a-3p expressions are decreased in SAT of patients with obesity. Although NRLP3 expression did not differ among groups, it was positively correlated with waist circumference and weigh excess values. These results reinforce the roles of UCP2, NLRP3 and miR-133a-3p-3p in the physiopathology of obesity.