„Czy rozpuszczalny CD163 może rozróżnić zdrowe i niezdrowe osoby otyłe?” (sCD163)

Uznaje się, że stan zapalny niskiego stopnia odgrywa kluczową rolę w rozwoju miażdżycy tętnic i insulinooporności (Haslam, James 2005). Stwierdzono, że poziomy krążących markerów zapalnych, takich jak wysokoczułe białko C-reaktywne (hsCRP) i interleukina (IL)-6, są podwyższone u pacjentów z chorobami układu krążenia (CVD) i cukrzycą typu 2 (Dandona, Aljada i Bandyopadhyay 2004). My i inni wykazaliśmy, że otyłość, aw szczególności otyłość brzuszna, jest związana z utrzymującym się podwyższonym poziomem markerów stanu zapalnego (Bruun i wsp. 2007, Christiansen i wsp. 2010a). Tak więc ten niski stopień zapalenia może stanowić „powszechną glebę” dla patogenezy miażdżycy tętnic i insulinooporności oraz stanowić związek między tymi zaburzeniami metabolicznymi a otyłością.

Oprócz funkcji narządu spichrzowego, tkanka tłuszczowa (AT) pełni w organizmie złożoną rolę. W przypadku otyłości tkanka tłuszczowa jest naciekana przez zwiększoną liczbę makrofagów, a zwłaszcza te makrofagi wyrażają i uwalniają szeroką gamę hormonów i cytokin, zbiorczo zwanych adipokinami, których funkcje biologiczne obejmują udział w metabolizmie glukozy, metabolizmie lipidów, różnicowaniu adipocytów , odporność, układ naczyniowy i rozwój neuronów oraz zachowania żywieniowe (Trayhurn, Wood 2004).

Wśród adipokin wyrażanych w AT są cytokiny prozapalne, takie jak TNFα, IL-6, chemokiny prozapalne, takie jak IL-8, MCP-1, MIP1α, czynniki zakrzepowe, takie jak inhibitor plazminogenu 1 (PAI-1) i białka specyficzne dla AT jak adiponektyna i leptyna.

Wykazano, że przerośnięte adipocyty, obserwowane u osób otyłych i związane z opornością na insulinę, wykazują odrębną ekspresję genów markerów stanu zapalnego w porównaniu z małymi ludzkimi adipocytami i wykazano, że wielkość adipocytów jest ważnym wyznacznikiem wydzielania adipokin. Ponadto stwierdzono pozytywny związek między stopniem otyłości a ekspresją cytokin prozapalnych, takich jak TNFα, IL-6, IL-8, podczas gdy odnotowano odwrotny związek między adiponektyną a otyłością (Kern i wsp. 2003, Bruun i wsp. 2003). Zgodnie z tymi obserwacjami stwierdziliśmy, że ekspresja AT MCP-1 była zwiększona u osób otyłych (Christiansen, Richelsen i Bruun 2005), podczas gdy ekspresja AT adiponektyny u osób otyłych (średni BMI 40 kg/m2) została obniżona o 50% w porównaniu z osobami szczupłymi (średni BMI 22 kg/m2) (Christiansen i in. 2010b).

Zatem stan zapalny tkanki tłuszczowej skutkujący dysfunkcją tkanki tłuszczowej może być ważnym czynnikiem wiążącym otyłość z insulinoopornością, zespołem metabolicznym, cukrzycą i chorobami układu krążenia.

CD163:

CD-163 jest receptorem związanym z błoną, pierwotnie wyrażanym w monocytach i makrofagach. CD163 został pierwotnie opisany jako receptor zmiatający hemoglobinę, ponieważ bierze udział w usuwaniu hemoglobiny uwolnionej z pękniętych krwinek czerwonych (Moestrup, Moller 2004). Rozpuszczalny wariant CD-163 (s-CD-163) jest obecny w osoczu i jest podwyższony w stanie patologicznym, aktywując układ monocyt-makrofag.

Ostatnio s-CD-163 jest związany z różnymi stanami zapalnymi (Moestrup, Moller 2004), a całkiem niedawno jest dość silnym predyktorem rozwoju cukrzycy typu 2 w dużej kohorcie duńskiej (Moller i in. 2011). Tak więc s-CD-163 może być markerem zarówno związanym ze stanem zapalnym, jak i ze stanami metabolicznymi, być może łączącym zapalenie niskiego stopnia i nieprawidłowości metaboliczne, a ponadto może być markerem stanu otyłości z powikłaniami.

Tylko u części osób z nadwagą i otyłością rozwija się insulinooporność, cukrzyca typu 2 i choroby pokrewne (Stefan i wsp. 2008, Bluher 2010). Te „zdrowe” osoby otyłe charakteryzują się mniejszym stanem zapalnym tkanki tłuszczowej i mniejszą insulinoopornością w porównaniu z niezdrowymi osobami otyłymi. W związku z tym bardzo ważne byłoby opracowanie markerów lub predyktorów, które mogłyby rozróżnić „zdrowych” i niezdrowych otyłych osobników, w celu dokonania lepszej selekcji do bardziej inwazyjnego leczenia, takiego jak np. chirurgia, farmakoterapia itp.

Plan badań:

1. Czy CD163 jest patofizjologicznie zaangażowany w zapalenie tkanki tłuszczowej w otyłości? Tkanka tłuszczowa (AT) jest pobierana z różnych okolic od osób szczupłych do bardzo otyłych - z podskórnej biopsji tłuszczu (osoby szczupłe), zabiegu chirurgicznego (osoby otyłe - BMI> 30) oraz z operacji bariatrycznej (pomostowanie żołądka) u osób bardzo otyłych (BMI > 40) - zarówno podskórna, jak i trzewna AT jest badana równolegle u osób bardzo otyłych.

   W tkance tłuszczowej ilość makrofagów będzie określana zarówno biochemicznie (np. CD68) i metodami mikroskopowymi (immunohistochemia). Ponadto ekspresja genu (PCR) i białka (Western blot) CD163 zostanie wykryta w AT i powiązana z ekspresją i białkiem szeregu innych prozapalnych adipokin.

2. Czy s-CD163 jest markerem stanu zapalnego tkanki tłuszczowej i zaburzeń metabolicznych? Pobrane zostaną również próbki krwi od osób z projektu 1 i zmierzy się s-CD163 (wewnętrzny zestaw ELISA do kanapek (Moller, Hald & Moestrup 2002)). Wartości te będą związane z ilością makrofagów w AT i ekspresją CD136 w AT. Ponadto zostanie przeprowadzona ocena wrażliwości na insulinę określona za pomocą modelu HOMA oraz powiązanie s-CD163 z wynikiem HOMA.

3. Czy na s-CD163 ma wpływ utrata masy ciała i zmiany w diecie (np. działanie fruktozy (działanie prozapalne) i działanie resweratrolu (działanie przeciwzapalne)?

   1. Utrata masy ciała zostanie wywołana operacją bariatryczną (bypass) u bardzo otyłych osób (BMI > 40). S-CD163 i zmiany wrażliwości na insulinę (HOMA) oraz inne markery stanu zapalnego (np. hsCRP, IL-6, TNF, MCP-1, adiponektyna itp.) będą mierzone przed i po 6 i 12 miesiącach po operacji. Na podstawie obliczeń mocy planuje się włączenie do tego badania 45 bardzo otyłych osób - połowa z nich z cukrzycą typu 2.
   2. Przeprowadziliśmy badania dietetyczne z fruktozą (napoje bezalkoholowe przyjmowane przez 6 miesięcy u 50 osób z nadwagą i otyłością), która indukuje ektopowe gromadzenie się tłuszczu w wątrobie, co określono za pomocą spektroskopii MR i oporności na insulinę, oraz interwencję dietetyczną z resweratrolem, który zmniejsza tkankę tłuszczową w wątrobie i działa przeciwzapalnie efekty. W zamrożonych próbkach osocza z tych badań będzie mierzony s-CD163 w celu uzyskania wglądu w dietetyczny wpływ fruktozy i resweratrolu na ten i pokrewne markery.