BATokines como Biomarcadores de Gordura Marrom em Humanos

A gordura desempenha um papel fundamental na regulação da saúde metabólica devido à sua capacidade de armazenar o excesso de calorias (tecido adiposo branco; WAT) ou queimá-las para produzir calor (tecido adiposo marrom, BAT). Enquanto as células de gordura branca estão localizadas em depósitos abaixo da pele (subcutâneo) ou ao redor dos órgãos internos (viscerais) e se expandem com a obesidade, as células de gordura marrom residem predominantemente na área profunda do pescoço e evoluíram para transformar combustível em calor (um processo denominado termogênese). ) quando ativado pelo frio ambiental. Esta propriedade de queima de calorias do BAT sugere que é um tipo de 'gordura boa' que pode nos proteger de condições como a obesidade. Uma grande quantidade de dados de camundongos confirma que a ativação do BAT por meio da exposição ao frio oferece benefícios significativos à saúde de animais experimentais, incluindo proteção contra obesidade induzida por dieta e melhor metabolismo da glicose. O BAT só recentemente foi detectado em humanos adultos, o que levou a esforços para entender sua fisiologia e investigar se sua atividade pode ser manipulada para tratar doenças metabólicas. Notavelmente, além de armazenar ou queimar gordura, o tecido adiposo secreta um grande número de fatores semelhantes a hormônios na corrente sanguínea, conhecidos por afetar os níveis de glicose no sangue e a sensibilidade à insulina (adiponectina, adipsina), bem como o apetite e o gasto de energia (leptina). Embora muitos desses fatores tenham sido identificados na gordura branca, pouco se sabe sobre as proteínas secretadas pela gordura marrom, particularmente em humanos.

Em um estudo recente de 52.000 pacientes com 18-FDG-PET/TC para identificar a presença de gordura marrom, descobrimos que os indivíduos BAT+ reduziram significativamente as chances de diabetes tipo 2 (DM2), doença arterial coronariana e insuficiência cardíaca congestiva, em comparação com indivíduos pareados que não tinham gordura marrom. Um estudo independente menor demonstrou que a ativação de curto prazo do BAT com jaquetas de resfriamento melhorou significativamente a sensibilidade à insulina em pacientes com DM2. Essas descobertas revelam coletivamente que o BAT carrega um potencial extraordinário para impactar a saúde metabólica em humanos.

Os benefícios metabólicos associados ao BAT não podem ser explicados apenas pela geração de calor (termogênese). Evidências emergentes sugerem que o BAT secreta moléculas específicas na corrente sanguínea. Várias dessas chamadas adipocinas marrons (ou BATokines) foram agora descobertas em camundongos e demonstraram ter um impacto positivo no metabolismo da glicose e na função hepática de todo o corpo, reduzindo a suscetibilidade a doenças metabólicas. No entanto, o 'secretoma' da gordura marrom não foi bem estudado em humanos e, portanto, a relevância dessas BATokines para nossa fisiologia permanece incerta. Em apoio a esta via de pesquisa inexplorada, dados de expressão gênica de biópsias de BAT de pescoço profundo revelam que mais de 1.000 moléculas poderiam ser potencialmente secretadas de BAT em humanos, e 431 foram identificadas como sendo liberadas de células BAT humanas em um prato, mas uma validação abrangente dessas proteínas em amostras de sangue de participantes com BAT ativado está faltando.

O objetivo deste estudo é identificar um painel de proteínas plasmáticas induzidas pela ativação da gordura marrom em jovens participantes humanos saudáveis ​​e fornecer dados piloto para um estudo maior de biomarcadores. Empregaremos novas ferramentas multiplex imparciais para identificar até 7.000 proteínas únicas de várias abundâncias, em indivíduos antes e depois do resfriamento. Usando esses dados, seremos capazes de identificar fatores circulantes comuns que se correlacionam com a ativação do BAT e, subsequentemente, compará-los com dados de expressão gênica pré-existentes para encontrar polipeptídeos secretados, liberados ou liberados especificamente pelo BAT. Embora este estudo se concentre na identificação de proteínas, também temos o potencial de pesquisar metabólitos de pequenas moléculas secretados na circulação. Esta lista de BATokines se tornará instrumental para validação e retrotradução de dados de camundongos de nosso laboratório e da comunidade científica mais ampla interessada nos benefícios metabólicos transmitidos pelo BAT. Além da descoberta de potenciais alvos terapêuticos, o exame de sangue pode se tornar uma valiosa plataforma de dados para biomarcadores clínicos de gordura marrom. Uma vez que os métodos atuais de detecção de BAT em humanos dependem de biópsias profundas do pescoço e/ou caras varreduras de 18-FDG-PET/CT, a identificação de fatores sanguíneos que circulam proporcionalmente à atividade BAT ou se correlacionam com a presença ou quantidade de BAT ofereceria um custo- alternativa eficaz e não invasiva em participantes humanos.