Papel de las vesículas extracelulares en la progresión de la enfermedad hepática esteatótica asociada a disfunción metabólica (MASLD)

Abstract

Antecedentes/Objetivos: MASLD comprende un espectro de patologías, que van desde la esteatosis hasta el carcinoma hepatocelular. Por lo tanto, identificar las primeras etapas es importante para evitar la progresión de la enfermedad. Así Vesículas extracelulares y microRNAs, importantes en la comunicación celular e involucrados en los mecanismos de la MASLD, han surgido como posibles indicadores sensibles y específicos de la progresión de la enfermedad para auxiliar en el diagnóstico precoz. Sin embargo, aún faltan estudios que ayuden a confirmar su uso como biomarcadores. Este estudio tiene como objetivo evaluar el papel de las EVs y microRNAs en modelos experimentales y en pacientes con MASLD en sus diferentes etapas evolutivas. Metodología: En el estudio experimental, Ratas Sprague Dawley adultas machos fueron asignadas aleatoriamente a dos modelos experimentales de MASLD: animales MASLD-16 y MASLD-28 recibieron dieta hiperlipídica y deficiente en colina (DHDC) y animales Control-16 y Control-28 recibieron una dieta estándar (SD) durante 16 y 28 semanas, respectivamente. De los modelos animales MASLD se utilizaron muestras biológicas y variables recolectadas previamente. Las EVs del tejido hepático se caracterizaron mediante microscopía confocal. Del suero, se aislaron EVs por ultracentrifugación diferencial y se caracterizaron por Nanosight. Adicionalmente, datos de EVs séricas se correlacionaron con parámetros bioquímicos, moleculares e histopatológicos de MASLD. En el estudio clínico, se incluyeron 167 pacientes con MASLD y 50 controles. Las EVs, se aislaron del suero por cromatografía por exclusión de tamaño y se caracterizaron con Nanosight, citometría de flujo y WB. Con EVs aisladas 2 previamente de animales MASLD y sus controles, se evaluó la expresión de miR-122 y la comparamos con su expresión en suero. La expresión de miR-122, miR-4758, miR-188 y miR-1226 se evaluó dentro de EVs y en suero de pacientes con MASLD y controles. Resultados: En el estudio experimental se identificaron EVs en el tejido hepático de animales MASLD. Hubo una disminución de la concentración de EVs séricas en MASLD-28 vs Control-28 (p<0.01) y un aumento significativo en la concentración de EVs séricas en Control-28 comparado con Control-16 (p<0.01). En MASLD-16, hubo fuerte correlación entre concentración de EVs séricas y expresión génica hepática de citocinas inflamatorias Il6 (r2=0,685, p<0.05), Il1b (r2=0,697, p<0.05) y Tnfa (r2=0,636, p<0.05). En MASLD-28 hubo fuerte correlación entre el tamaño de EVs séricas y la citocina antinflamatoria Il10 (r2=0,762, p<0.05). En el estudio clínico, el tamaño y la concentración de las EVs variaron significativamente según la etapa de la enfermedad (p<0.001, p<0.05). La expresión de miR-122 en EVs fue menor y de miR-4758 fue mayor, al compararlos con sus expresiones en suero (p<0.05). MiR-188 y miR-1226 se expresaron exclusivamente en el suero (p<0.05). Dentro de las etapas de MASLD, miR-122 aumentó significativamente en el suero vs EVs en el grupo Esteatosis (p<0.05), sin diferencias en etapas posteriores. MiR-4758 se expresó significativamente dentro de EVs en Esteatosis y Cirrosis (p<0.05), y en HCC, se expresó exclusivamente en el suero (p<0.05). En los animales MASLD, miR-122 aumentó significativamente vs sus respectivos controles; y el grupo MASLD-28, mostró un aumento significativo vs MASLD-16 (p<0.001). Además, en MASLD-28, miR-122 aumentó significativamente en el suero comparado en EVs (p < 0.05). Conclusión: las EVs tienen un papel en la progresión de la MASLD debido a que se 3 asocian con citocinas inflamatorias en etapas iniciales y antiinflamatorias en etapas posteriores en modelos animales, contribuyendo a la progresión o resolución de la enfermedad. Por otra parte, las EVs varían su biogénesis de acuerdo a cada etapa de MASLD. Los microRNAs relacionados con la enfermedad, varían en su expresión y transporte (en EVs y suero) dependiendo la progresión de la enfermedad. Esto nos lleva a sugerir que es importante evaluar EVs y microRNA en conjunto para entender mejor su rol y sugerirlos como potenciales biomarcadores de la progresión de MASLD. Sabemos que aún es necesario una mejor comprensión de su dinámica y papel en las etapas de la MASLD, pero este es el primer estudio que caracteriza las EVs y el transporte de microRNA en distintas etapas de la enfermedad.

Antecedentes/Objetivos: A MASLD compreende um espectro de patologias, que vão desde esteatose até carcinoma hepatocelular. Portanto, identificar as primeiras etapas é importante para evitar a progressão da doença. Assim, vesículas extracelulares (EVs) e microRNAs, importantes na comunicação celular e envolvidos nos mecanismos da MASLD, surgiram como possíveis indicadores sensíveis e específicos da progressão da doença para auxiliar no diagnóstico precoce. No entanto, ainda faltam estudos que ajudem a confirmar seu uso como biomarcadores. Este estudo tem como objetivo avaliar o papel das EVs e microRNAs em modelos experimentais e em pacientes com MASLD em suas diferentes etapas evolutivas. Metodologia: No estudo experimental, ratos Sprague Dawley adultos machos foram aleatoriamente designados a dois modelos experimentais de MASLD: animais MASLD-16 e MASLD-28 receberam uma dieta hiperlipídica deficiente em colina (DHDC), enquanto animais Controle-16 e Controle-28 receberam uma dieta padrão (SD) por 16 e 28 semanas, respectivamente. Amostras biológicas e variáveis previamente coletadas dos modelos animais MASLD foram utilizadas. As EVs do tecido hepático foram caracterizadas por microscopia confocal. Do soro, EVs foram isoladas por ultracentrifugação diferencial e caracterizadas por Nanosight. Além disso, dados das EVs séricas foram correlacionados com parâmetros bioquímicos, moleculares e histopatológicos da MASLD. No estudo clínico, foram incluídos 167 5 pacientes com MASLD e 50 controles. As EVs foram isoladas do soro por cromatografia de exclusão de tamanho e caracterizadas com Nanosight, citometria de fluxo e WB. Usando EVs previamente isoladas de animais MASLD e seus controles, a expressão de miR-122 foi avaliada e comparada com sua expressão no soro. A expressão de miR-122, miR-4758, miR-188 e miR-1226 foi avaliada dentro das EVs e no soro de pacientes com MASLD e controles. Resultados: No estudo experimental, foram identificadas EVs no tecido hepático de animais MASLD. Houve uma diminuição na concentração de EVs séricas em MASLD-28 vs Controle-28 (p<0.01) e um aumento significativo na concentração de EVs séricas no Controle-28 comparado com o Controle-16 (p<0.01). Em MASLD-16, houve uma forte correlação entre a concentração de EVs séricas e a expressão gênica hepática das citocinas inflamatórias Il6 (r2 = 0,685, p<0.05), Il1b (r2 = 0,697, p<0,05) e Tnfa (r2 = 0,636, p<0,05). Em MASLD-28, houve uma forte correlação entre o tamanho das EVs séricas e a citocina anti-inflamatória Il10 (r2 = 0,762, p< 0,05). No estudo clínico, o tamanho e a concentração das EVs variaram significativamente de acordo com o estágio da doença (p<0.001, p<0.05). A expressão de miR-122 nas EVs foi menor, e a de miR-4758 foi maior, em comparação com suas expressões no soro (p<0.05). MiR-188 e miR-1226 foram expressos exclusivamente no soro (p<0.05). Dentro dos estágios da MASLD, miR-122 aumentou significativamente no soro em comparação com as EVs no grupo Esteatose (p<0.05), sem diferenças nos estágios posteriores. MiR-4758 foi expresso significativamente dentro das EVs em Esteatose e Cirrose (p<0.05), e em HCC, foi expresso exclusivamente no soro (p<0.05). Nos animais MASLD, miR-122 aumentou significativamente em comparação com seus respectivos controles, e o 6 grupo MASLD-28 mostrou um aumento significativo em relação ao MASLD-16 (p<0.001). Além disso, em MASLD-28, miR-122 aumentou significativamente no soro comparado em EVs (p<0.05). Conclusão: As EVs têm um papel na progressão da MASLD, pois estão associadas a citocinas inflamatórias em estágios iniciais e anti-inflamatórias em estágios posteriores em modelos animais, contribuindo para a progressão ou resolução da doença. Além disso, as EVs variam em sua biogênese de acordo com cada estágio da MASLD. Os microRNAs relacionados à doença variam em sua expressão e transporte (dentro das EVs e no soro) dependendo da progressão da doença. Isso nos leva a sugerir que é importante avaliar EVs e microRNAs em conjunto para entender melhor seu papel e sugerir como potenciais biomarcadores da progressão da MASLD. Sabemos que ainda é necessária uma melhor compreensão de sua dinâmica e papel nas diferentes etapas da MASLD, mas este é o primeiro estudo que caracteriza as EVs e o transporte de microRNAs em diferentes estágios da doença.

Background/Objectives: Metabolic-associated fatty liver disease (MASLD) encompasses a spectrum of pathologies ranging from steatosis to hepatocellular carcinoma. Identifying the early stages is crucial to prevent disease progression. Extracellular vesicles (EVs) and microRNAs, pivotal in cellular communication and implicated in MASLD mechanisms, have emerged as potential sensitive and specific indicators of disease progression aiding early diagnosis. However, further studies confirming their utility as biomarkers are lacking. This study aims to evaluate the role of EVs and microRNAs in experimental models and patients at different stages of MASLD progression. Methodology: In the experimental study, male adult Sprague Dawley rats were randomly assigned to two MASLD experimental models: MASLD-16 and MASLD-28 received a hyperlipidic and choline-deficient diet (CHFD), while Control-16 and Control-28 received a standard diet (SD) for 16 and 28 weeks, respectively. Biological samples and variables were collected from MASLD animal models. Hepatic tissue EVs were characterized using confocal microscopy. EVs were isolated from serum via differential ultracentrifugation and characterized using Nanosight. Additionally, serum EVs data were correlated with biochemical, molecular, and histopathological parameters of MASLD. In the clinical study, 167 MASLD patients and 50 controls were included. Serum EVs were isolated using size-exclusion chromatography and characterized using Nanosight, flow cytometry, and WB. EVs previously isolated from MASLD animals and their controls were used to evaluate the expression of miR-122, comparing its expression in serum. Expression of miR-122, miR-4758, miR-188, and miR-1226 was assessed within EVs and serum of MASLD 8 patients and controls. Results: In the experimental study, EVs were identified in hepatic tissue of MASLD animals. There was a decrease in serum EVs concentration in MASLD-28 vs Control-28 (p<0.01) and a significant increase in serum EVs concentration in Control-28 compared to Control-16 (p<0.01). In MASLD-16, a strong correlation was observed between serum EVs concentration and hepatic gene expression of inflammatory cytokines Il6 (r2=0.685, p<0.05), Il1b (r2=0.697, p<0.05), and Tnfa (r2=0.636, p<0.05). In MASLD-28, a strong correlation was found between serum EV size and anti-inflammatory cytokine Il10 (r2=0.762, p<0.05). In the clinical study, EVs size and concentration varied significantly according to disease stage (p<0.001, p<0.05). MiR-122 expression in EVs was lower and miR-4758 was higher compared to their serum expressions (p<0.05). MiR-188 and miR-1226 were exclusively expressed in serum (p<0.05). Within MASLD stages, miR-122 significantly increased in serum vs EVs in the Steatosis group (p<0.05), with no differences in later stages. MiR-4758 was significantly expressed within EVs in Steatosis and Cirrhosis (p<0.05), while in HCC, it was exclusively expressed in serum (p<0.05). In MASLD animals, miR-122 significantly increased compared to their respective controls, and MASLD-28 showed a significant increase compared to MASLD-16 (p<0.001). Additionally, in MASLD-28, miR-122 increased significantly in serum compared to EVs (p<0.05). Conclusion: EVs play a role in MASLD progression as they are associated with inflammatory cytokines in early stages and anti-inflammatory cytokines in later stages in animal models, contributing to disease progression or resolution. Moreover, EVs vary in their biogenesis according to each MASLD stage. Disease-related microRNAs vary in their expression and transport (in EVs and serum) depending on 9 disease progression. This suggests the importance of jointly evaluating EVs and microRNAs to better understand their role and suggest them as potential biomarkers for MASLD progression. Though a better understanding of their dynamics and roles in MASLD stages is required, this study characterizes EVs and microRNA transport in distinct disease stages, marking it as the initial exploration in this field.