Hormônio do crescimento como modelo para ativação reversível da fibrose do tecido adiposo

Justificativa e dados preliminares: O tecido adiposo é um tecido multicelular envolto por uma matriz extracelular, que sofre remodelação contínua. Pertubações nos processos de remodelação podem causar acúmulo de excesso de proteína da matriz extracelular e, consequentemente, fibrose. A fibrose do tecido adiposo é reconhecida como um componente da síndrome metabólica juntamente com a resistência à insulina, dislipidemia e obesidade, e a fibrose provavelmente desempenha um papel causal (1,2). Nesse contexto, é fascinante que a exposição prolongada ao GH in vivo induza resistência à insulina, apesar da concomitante mobilização e redução da massa gorda (3). Este efeito do GH é expresso em pacientes com tumor hipofisário produtor de GH (acromegalia) (4). Além disso, o GH é um potente ativador da renovação do colágeno e também promove a fibrose em tendões humanos e músculos esqueléticos (5-7). O aumento da fibrose AT foi relatado em um modelo de camundongo transgênico GH (8) e temos dados preliminares mostrando fibrose AT em pacientes com acromegalia ativa, que reverte após o controle da doença.

Pouco se sabe sobre os mecanismos subjacentes à fibrose induzida por GH, mas evidências recentes apontam para um potencial envolvimento de FAPα, uma enzima altamente expressa em células AT FAP de camundongos (9). Além disso, relatamos recentemente que as células FAP do músculo esquelético humano regulam positivamente o FAPα (DPP4) durante a diferenciação fibrogênica (19). A FAPα é uma subunidade de um complexo heterodimérico de proteinase ligado à membrana celular, além de uma forma solúvel também presente na circulação (10). Várias proteínas são reconhecidas como substratos da FAPα, incluindo colágeno tipo I (11) e III (12), e a FAPα parece desempenhar um papel significativo na remodelação do tecido hepático (13) e na fibrose pulmonar (14). Recentemente, registramos níveis circulantes elevados de FAPα na acromegalia ativa, o que se correlaciona com a reversão da renovação do colágeno após o controle da doença (15). As células progenitoras fibroadipogênicas são progenitoras mesenquimais com potencial intrínseco para se diferenciar em fibroblastos ou adipócitos produtores de colágeno. Eles foram estudados em músculos cardíacos e esqueléticos murinos, onde contribuem para fibrose ou deposição de gordura durante a regeneração ou degeneração muscular prejudicada (16-18). Nós demonstramos recentemente que um subconjunto de células FAP impulsiona o acúmulo de proteína ECM e adipócitos no músculo de pacientes com diabetes tipo 2 e provavelmente contribui para a má função muscular metabólica e mecânica (19). Se o GH afeta a proliferação e diferenciação das células FAP do tecido adiposo é desconhecido, mas a proliferação das células FAP é regulada pelo IGF-I (16), que é um peptídeo fortemente dependente de GH. Também foi relatado que o aumento da proliferação de FAP contribui para o tecido adiposo intramuscular (IMAT) em várias condições, e observamos IMAT após o tratamento na acromegalia (dados não publicados). Além disso, temos dados preliminares de células FAP de tecido adiposo isoladas por FACS incubadas com soro de pacientes com acromegalia, que sugerem aumento da proliferação celular FAP dependente de GH e aparência fibrogênica. Coletivamente, esses achados sugerem que o GH promove um fenótipo de FAP pró-proliferativo e fibrogênico às custas da diferenciação adipogênica.

Hipóteses: Hormônio do crescimento: 1) Ativa a expressão da proteína FAPα, 2) Aumenta a proliferação e diferenciação fibrogênica das células FAP e 3) Induz fibrose reversível no tecido adiposo em humanos

Sujeitos e métodos: Em um projeto duplo cego, randomizado e cruzado, 10 adultos, indivíduos moderadamente acima do peso serão submetidos a uma semana de bloqueio de GH e receptor de GH (Pegvisomant). Pegvisomant é uma molécula de GH modificada que bloqueia seletivamente o receptor de GH e é uma droga licenciada para o tratamento da acromegalia. Incluímos o Pegvisomant como um 'controle ativo' para suprimir as ações endógenas do GH. Os participantes receberão injeções subcutâneas diárias de hormônio do crescimento, 0,6-2,0 mg dependendo da idade, por 7 dias na intervenção com GH. Na intervenção de controle, os participantes receberão injeções subcutâneas diárias de Pegvisomant ou solução salina. O pegvisomanto na dose de 30 mg é administrado duas vezes, no início e no final da intervenção controle, enquanto a solução salina é administrada nos outros 5 dias do período de intervenção controle. Os dois períodos de intervenção são separados por um período de lavagem de 1 a 4 meses. Os participantes serão randomizados para começar com a intervenção de GH e em seguida serem submetidos à intervenção de controle, ou começar com a intervenção de controle e em seguida serem submetidos à intervenção de GH. Os participantes se encontrarão no hospital diariamente para as injeções e uma pequena amostra de sangue. Cada período de intervenção é iniciado por um dia de iniciação onde serão coletadas amostras de sangue, tecido adiposo e amostras musculares, serão realizadas medições de temperatura e bioimpedância, e será administrada água pesada e a primeira injeção de intervenção ou GH ou intervenção controle. No primeiro dia de iniciação será realizada uma varredura DXA para avaliação da composição corporal. Cada período de intervenção será encerrado com um dia de estudo onde serão coletadas amostras de sangue, tecido adiposo e amostras musculares, serão realizadas medições de temperatura, calorimetria indireta, cinética do palmitato traçador e bioimpedância, e será administrada a última injeção de intervenção ou GH ou controle intervenção. Os participantes estarão em jejum nos dias de iniciação e estudo e, durante os períodos de intervenção, registrarão a ingestão de alimentos e bebidas.

Resultados do estudo:

Primário: função da célula FAP, expressão da proteína FAPα e marcadores de fibrose em biópsias de AT obtidas antes e depois da intervenção. Em particular, iremos realizar:

• FACS para quantificar e isolar populações de células, incluindo quantificação de células FAP em tecido adiposo e determinação in vitro de proliferação e potencial de diferenciação fibro/adipogênica
• Expressão de FAPα no sangue e no tecido adiposo
• Marcadores de fibrose no tecido adiposo avaliados por microscopia de luz e imuno-histoquímica, sequenciamento de RNA e turnover de tecido conjuntivo marcado com água pesada

Secundário: para estudar o impacto da exposição ao GH em:

• Biomarcadores circulantes da renovação do colágeno (PINP, PIIINP)
• Metabolismo energético de todo o corpo e renovação de ácidos graxos (calorimetria indireta e cinética do traçador de palmitato)
• Renovação do tecido conjuntivo no tecido muscular (rotulagem de água pesada (D2O))
• Medições de temperatura

Plano de análise estatística: A comparação entre os grupos será realizada usando métodos estatísticos padronizados (teste t ou teste não paramétrico equivalente). A comparação intragrupo será realizada por meio do teste t pareado de teste não paramétrico equivalente. Além disso, ANOVA (medidas repetidas) será utilizada. Um valor p inferior a 0,05 será considerado estatisticamente significativo.

Perspectiva e relevância: Este é o primeiro estudo a investigar os efeitos do GH na fibrose do tecido adiposo em humanos, o que tem implicações além da fisiopatologia do GH. Uma compreensão mais profunda das vias que controlam o equilíbrio de fibroblastos e adipócitos no tecido adiposo é uma base essencial e pode desvendar novos alvos para combater a disfunção do tecido adiposo e distúrbios relacionados. Conforme demonstrado recentemente em pacientes diabéticos tipo 2, essas células progenitoras são mediadores-chave da plasticidade e função dos tecidos em humanos (19).