Caracterização molecular, celular e genética do tecido adiposo humano e seu papel no metabolismo

Mais do que nunca, as pessoas estão ingerindo mais calorias dos alimentos do que gastam com exercícios e outras atividades, e esse desequilíbrio está causando o aumento das taxas de obesidade e diabetes nos Estados Unidos e em todo o mundo. Os diferentes tipos de gordura corporal são atores centrais neste processo. A gordura branca armazena o excesso de calorias provenientes dos alimentos, enquanto a gordura marrom - também conhecida como tecido adiposo marrom, ou BAT - consome a energia dos alimentos para gerar calor. Esse importante processo no BAT é alcançado por meio da ação de uma proteína especial encontrada apenas no BAT, denominada proteína de desacoplamento 1 (UCP1). Os cientistas costumavam acreditar que o BAT era importante apenas em pequenos animais e bebês humanos, mas foi recentemente descoberto por nós e outros que, em resposta à exposição ao frio moderado, o BAT humano adulto (hBAT) consome mais glicose por peso do que qualquer outro tecido. Além disso, o BAT humano também pode combater o ganho de peso, tornando-se mais ativo no cenário de aumento do consumo de alimentos. Esse fenômeno já foi demonstrado em camundongos e ratos, e sua presença sugere que a ativação do BAT humano pode ser usada como um tratamento seguro para obesidade e doenças metabólicas. Finalmente, evidências emergentes indicam que o BAT humano pode ser um órgão endócrino, o que significa que ele libera hormônios no sangue e também regula outros órgãos do corpo, incluindo músculo esquelético, fígado e a célula beta pancreática liberadora de insulina. Se quisermos entender como o hBAT funciona na fisiologia do corpo e usar sua capacidade de queimar calorias para tratar doenças do metabolismo, como diabetes, precisaremos abordar o desafio usando vários métodos diferentes. Uma das principais razões é que o BAT não é fácil de encontrar no corpo, e as células que o compõem são diferentes dependendo de onde estão e do que o corpo precisa. A gordura marrom é composta por pelo menos dois tipos conhecidos de células distintas, denominadas "constitutivas"/marrons e "induzíveis"/bege; e também existem células de gordura branca em proporções variadas. Dado que atualmente não há maneira conhecida de estimar a quantidade de gordura marrom no corpo a partir de um simples exame de sangue, nosso grupo de laboratório conta com sucesso na coleta de pequenas quantidades de gordura do local da cirurgia em pacientes que já estão passando por procedimentos clinicamente indicados . As informações obtidas desses tecidos adiposos abordaram questões relacionadas a (a) como as células de gordura marrom se desenvolvem a partir de células-tronco imaturas; (b) quais genes estão ativos; e (c) quantas calorias a gordura marrom pode queimar. Esses estudos anteriores também forneceram as células preliminares necessárias para o estabelecimento de células brancas e marrons humanas duradouras que podem ser cultivadas indefinidamente em laboratório. Apesar desse progresso, muito permanece desconhecido sobre as diferenças funcionais entre as células de gordura marrom e bege e como elas podem afetar o metabolismo em humanos de diferentes idades, sexo e origens genéticas, bem como as mudanças observadas nas células de gordura marrom em diferentes doenças. O objetivo deste estudo é abordar essas e outras questões relacionadas.