BATokines als biomarkers van bruin vet bij mensen

Vet speelt een fundamentele rol bij het reguleren van de metabole gezondheid vanwege het vermogen om overtollige calorieën op te slaan (wit vetweefsel; WAT) of te verbranden om warmte te produceren (bruin vetweefsel, BAT). Terwijl witte vetcellen zich bevinden in afzettingen onder de huid (subcutaan) of rond de inwendige organen (visceraal) en uitzetten bij obesitas, bevinden bruine vetcellen zich voornamelijk in het diepe nekgebied en zijn geëvolueerd om brandstof in warmte om te zetten (een proces dat thermogenese wordt genoemd). ) wanneer geactiveerd door omgevingskou. Deze calorieverbrandende eigenschap van BAT suggereert dat het een soort 'goed vet' is dat ons kan beschermen tegen aandoeningen zoals obesitas. Een schat aan muisgegevens bevestigt dat activering van BBT via blootstelling aan kou aanzienlijke gezondheidsvoordelen biedt voor proefdieren, waaronder bescherming tegen door voeding veroorzaakte obesitas en een verbeterd glucosemetabolisme. BAT is pas onlangs ontdekt bij volwassen mensen, wat heeft geleid tot pogingen om de fysiologie ervan te begrijpen en te onderzoeken of de activiteit ervan kan worden gemanipuleerd om stofwisselingsziekten te behandelen. Met name, naast het opslaan of verbranden van vet, scheidt vetweefsel een groot aantal hormoonachtige factoren af ​​in de bloedbaan, waarvan bekend is dat ze de bloedglucosespiegels en insulinegevoeligheid (adiponectine, adipsine) beïnvloeden, evenals eetlust en energieverbruik (leptine). Hoewel veel van dergelijke factoren zijn geïdentificeerd in wit vet, is er weinig bekend over de eiwitten die worden uitgescheiden door bruin vet, vooral bij mensen.

In een recent onderzoek onder 52.000 patiënten met 18-FDG-PET/CT-scans om de aanwezigheid van bruin vet te identificeren, ontdekten we dat BAT+-individuen de kans op diabetes type 2 (T2D), coronaire hartziekte en congestief hartfalen significant verminderden. in vergelijking met gematchte personen die geen bruin vet hadden. Een kleinere onafhankelijke studie toonde aan dat kortdurende activering van BAT met koelmantels de insulinegevoeligheid bij T2D-patiënten aanzienlijk verbeterde. Deze bevindingen laten gezamenlijk zien dat BBT een buitengewoon potentieel heeft om de metabole gezondheid van mensen te beïnvloeden.

Metabolische voordelen verbonden aan BBT kunnen niet alleen worden verklaard door de opwekking van warmte (thermogenese). Opkomend bewijs suggereert dat BAT specifieke moleculen in de bloedbaan afscheidt. Een aantal van deze zogenaamde bruine adipokines (of BATokines) zijn nu ontdekt in muizen en hebben een positieve invloed op het glucosemetabolisme en de leverfunctie in het hele lichaam, waardoor de vatbaarheid voor stofwisselingsziekten wordt verminderd. Het 'secretoom' van bruin vet is echter niet goed bestudeerd bij mensen, en daarom blijft de relevantie van deze BATokines voor onze fysiologie onduidelijk. Ter ondersteuning van deze onontdekte onderzoeksroute onthullen genexpressiegegevens van BAT-biopten in de diepe nek dat> 1.000 moleculen mogelijk kunnen worden uitgescheiden door BBT bij mensen, en 431 werden geïdentificeerd als zijnde vrijgekomen uit menselijke BBT-cellen in een schaal, maar een uitgebreide validatie van deze eiwitten ontbreekt in bloedmonsters van deelnemers met geactiveerde BAT.

Het doel van deze studie is om een ​​panel van plasma-eiwitten te identificeren die worden geïnduceerd door activering van bruin vet bij jonge, gezonde menselijke deelnemers en om pilootgegevens te leveren voor een grotere biomarkerstudie. We zullen nieuwe onbevooroordeelde multiplextools gebruiken om tot 7.000 unieke eiwitten van verschillende hoeveelheden te identificeren, bij proefpersonen voor en na afkoeling. Met behulp van deze gegevens kunnen we gemeenschappelijke circulerende factoren identificeren die correleren met BAT-activering, en deze vervolgens vergelijken met reeds bestaande genexpressiegegevens om polypeptiden te vinden die specifiek door BAT worden uitgescheiden, afgestoten of anderszins vrijgegeven. Hoewel deze studie zich zal concentreren op de identificatie van eiwitten, hebben we ook het potentieel om metabolieten van kleine moleculen te onderzoeken die in de bloedsomloop worden uitgescheiden. Deze lijst met BATokines zal een hulpmiddel worden voor validatie en retro-vertaling van muisgegevens uit ons laboratorium en de grotere wetenschappelijke gemeenschap die geïnteresseerd is in de metabole voordelen van BAT. Naast de ontdekking van potentiële therapeutische doelen, kan de bloedscreening een waardevol gegevensplatform worden voor klinische biomarkers van bruin vet. Aangezien de huidige methoden voor het opsporen van BBT bij mensen afhankelijk zijn van biopsieën in de diepe nek en/of dure 18-FDG-PET/CT-scans, zou identificatie van bloedfactoren die evenredig circuleren met BAT-activiteit of correleren met de aanwezigheid of hoeveelheid van BBT een kosteneffectieve oplossing bieden. effectief, niet-invasief alternatief bij menselijke deelnemers.