Hormona de crecimiento como modelo de activación reversible de la fibrosis del tejido adiposo

Antecedentes y datos preliminares: El tejido adiposo es un tejido multicelular rodeado por una matriz extracelular, que sufre remodelación continua. Las perturbaciones en los procesos de remodelación pueden provocar la acumulación de un exceso de proteína de matriz extracelular y, por lo tanto, fibrosis. La fibrosis del tejido adiposo se reconoce como un componente del síndrome metabólico junto con la resistencia a la insulina, la dislipidemia y la obesidad, y es probable que la fibrosis desempeñe un papel causal (1,2). En este contexto, es fascinante que la exposición prolongada a GH in vivo induce resistencia a la insulina a pesar de la movilización y reducción concomitantes de la masa grasa (3). Este efecto de la GH se expresa en pacientes con un tumor hipofisario productor de GH (acromegalia) (4). Además, la GH es un potente activador de la renovación del colágeno y también promueve la fibrosis en los tendones y los músculos esqueléticos humanos (5-7). Se informó un aumento de la fibrosis AT en un modelo de ratones transgénicos con GH (8) y tenemos datos preliminares que muestran fibrosis AT en pacientes con acromegalia activa, que se revierte después del control de la enfermedad.

Se sabe poco sobre los mecanismos subyacentes a la fibrosis inducida por GH, pero la evidencia reciente apunta a una posible participación de FAPα, una enzima que se expresa en gran medida en las células AT FAP de ratón (9). Además, hemos informado recientemente que las células FAP del músculo esquelético humano regulan al alza la FAPα (DPP4) durante la diferenciación fibrogénica (19). FAPα es una subunidad de un complejo de proteinasa heterodimérica unido a la membrana celular además de una forma soluble también presente en la circulación (10). Varias proteínas se reconocen como sustratos de FAPα, incluido el colágeno tipo I (11) y III (12), y FAPα parece desempeñar un papel importante en la remodelación del tejido hepático (13) y en la fibrosis pulmonar (14). Recientemente hemos registrado niveles circulantes elevados de FAPα en la acromegalia activa, lo que se correlaciona con reversiones en el recambio de colágeno después del control de la enfermedad (15). Las células progenitoras fibroadipogénicas son progenitores mesenquimales con el potencial intrínseco de diferenciarse en fibroblastos productores de colágeno o adipocitos. Se han estudiado en el músculo esquelético y cardíaco murino, donde contribuyen a la fibrosis o al depósito de grasa durante la regeneración o degeneración del músculo dañado (16-18). Recientemente hemos demostrado que un subconjunto de células FAP impulsa la acumulación de proteína ECM y adipocitos en el músculo de pacientes con diabetes tipo 2 y probablemente contribuye a la función muscular metabólica y mecánica deficiente (19). Se desconoce si la GH afecta la proliferación y diferenciación de las células FAP del tejido adiposo, pero la proliferación de las células FAP está regulada por el IGF-I (16), que es un péptido fuertemente dependiente de la GH. También se ha informado que el aumento de la proliferación de FAP contribuye al tejido adiposo intramuscular (IMAT) en varias condiciones, y hemos observado IMAT después del tratamiento en acromegalia (datos no publicados). Además, tenemos datos preliminares de células FAP de tejido adiposo aisladas por FACS incubadas con suero de pacientes con acromegalia, lo que sugiere una mayor proliferación de células FAP dependiente de GH y apariencia fibrogénica. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la GH promueve un fenotipo de PAF fibrogénico y proproliferativo a expensas de la diferenciación adipogénica.

Hipótesis: Hormona de crecimiento: 1) Activa la expresión de la proteína FAPα, 2) Aumenta la proliferación y diferenciación fibrogénica de las células FAP, y 3) Induce fibrosis reversible en tejido adiposo en humanos

Sujetos y métodos: En un diseño cruzado simple ciego, aleatorizado, con doble simulación, 10 individuos adultos con sobrepeso moderado serán sometidos a una semana de GH y bloqueo del receptor de GH (Pegvisomant). Pegvisomant es una molécula de GH modificada que bloquea selectivamente el receptor de GH y es un fármaco autorizado para el tratamiento de la acromegalia. Incluimos Pegvisomant como un 'control activo' para suprimir las acciones endógenas de GH. Los participantes recibirán inyecciones subcutáneas diarias de hormona de crecimiento, 0.6-2.0 mg dependiendo de la edad, durante 7 días en la intervención de GH. En la intervención de control, los participantes recibirán inyecciones subcutáneas diarias de Pegvisomant o solución salina. Pegvisomant en una dosis de 30 mg se administra dos veces, al principio y al final de la intervención de control, mientras que la solución salina se administra en los otros 5 días del período de intervención de control. Los dos períodos de intervención están separados por un período de lavado de 1 a 4 meses. Los participantes serán asignados al azar para comenzar con la intervención de GH y luego someterse a la intervención de control, o comenzar con la intervención de control y luego someterse a la intervención de GH. Los participantes se reunirán en el hospital todos los días para las inyecciones y una pequeña muestra de sangre. Cada periodo de intervención se inicia con un día de iniciación donde se tomarán muestras de sangre, tejido adiposo y músculo, se realizarán tomas de temperatura y bioimpedancia, se administrará agua pesada y la primera inyección de intervención ya sea GH o intervención de control. El primer día de iniciación se realizará una exploración DXA para evaluar la composición corporal. Cada periodo de intervención finalizará con una jornada de estudio donde se tomarán muestras de sangre, tejido adiposo y músculo, se realizarán mediciones de temperatura, calorimetría indirecta, cinética del trazador de palmitato y bioimpedancia, y se administrará la última inyección de intervención ya sea de GH o de control. intervención. Los participantes estarán en ayunas los días de iniciación y estudio, y durante los períodos de intervención, registrarán su consumo de alimentos y bebidas.

Resultados del estudio:

Primario: función de las células FAP, expresión de la proteína FAPα y marcadores de fibrosis en biopsias de AT obtenidas antes y después de la intervención. En particular, realizaremos:

• FACS para cuantificar y aislar poblaciones celulares, incluida la cuantificación de células FAP en tejido adiposo y la determinación in vitro de proliferación y potencial de diferenciación fibro-/adipogénica
• Expresión de FAPα en sangre y tejido adiposo
• Marcadores de fibrosis en tejido adiposo evaluados mediante microscopía óptica e inmunohistoquímica, secuenciación de ARN y recambio de tejido conectivo marcado con agua pesada

Secundario: para estudiar el impacto de la exposición a la GH en:

• Biomarcadores circulantes de recambio de colágeno (PINP, PIIINP)
• Metabolismo energético de todo el cuerpo y recambio de ácidos grasos (calorimetría indirecta y cinética del trazador de palmitato)
• Renovación del tejido conectivo en el tejido muscular (marcaje de agua pesada (D2O))
• Mediciones de temperatura

Plan de análisis estadístico: La comparación entre grupos se realizará utilizando métodos estadísticos estándar (prueba t o prueba no paramétrica equivalente). La comparación dentro del grupo se realizará utilizando la prueba t pareada de la prueba no paramétrica equivalente. Además, se utilizará ANOVA (medidas repetidas). Un valor de p inferior a 0,05 se considerará estadísticamente significativo.

Perspectiva y relevancia: este es el primer estudio que investiga los efectos de la GH en la fibrosis del tejido adiposo en humanos, lo que tiene implicaciones más allá de la fisiopatología de la GH. Una comprensión más profunda de las vías que controlan el equilibrio de fibroblastos y adipocitos en el tejido adiposo es un trabajo preliminar esencial y puede revelar nuevos objetivos para combatir la disfunción del tejido adiposo y los trastornos relacionados. Como se demostró recientemente en pacientes con diabetes tipo 2, estas células progenitoras son mediadores clave de la plasticidad y función tisular en humanos (19).