Síndrome do Ovário Policístico na Diabetes Tipo 1

A hiperandrogenia ovárica funcional, e a sua expressão fenotípica mais frequente, a síndrome do ovário poliquístico (SOP), tem uma prevalência mundial semelhante à de outras entidades metabólicas pandémicas, como a diabetes tipo 2, com valores que variam de 6,5% das mulheres no nosso meio, utilizando critérios clássicos estritos, a 17-21% das mulheres pré-menopáusicas da Europa e dos Estados Unidos, de acordo com os critérios de diagnóstico mais recentes e inclusivos. Quase todos os fatores de risco cardiovascular clássicos e não clássicos agrupam-se em mulheres com esta condição desde o início da sua vida. Condições como a obesidade, a diabetes tipo 2, a hipertensão ou a dislipidemia colocam esta população prevalente num risco mais elevado de eventos cardiovasculares em comparação com mulheres não hiperandrogénicas. A SOP é uma síndrome complexa com agregação familiar, na qual fatores ambientais protetores e facilitadores desencadeiam o início do fenótipo hiperandrogénico e as suas repercussões metabólicas num genótipo predisponente.

SÍNDROME DO OVÁRIO POLIQUÍSTICO E DIABETES MELLITUS TIPO 1 Um dos eventos metabólicos inerentes à SOP é uma ação deficiente da insulina dependente do órgão, principalmente no fígado. Atuando sobre este defeito central, a obesidade é o principal contribuidor para a resistência periférica à insulina nestas mulheres. Uma vez que a insulina atua como uma co-gonadotrofina nas células da teca, estimulando várias enzimas envolvidas na esteroidogénese ovárica e adrenal, qualquer condição que associe hiperinsulinismo endógeno, como a obesidade ou a diabetes tipo 2, pode estar associada à SOP. No entanto, o nosso grupo de investigação descreveu pela primeira vez a associação entre a SOP e a DMT1 há mais de 20 anos. Nessa publicação fundamental, estas mulheres adolescentes e jovens adultas, que sofriam de uma deficiência completa da secreção de insulina como mecanismo primário da doença, em vez de resistência à insulina e hiperinsulinismo compensatório, apresentaram um aumento de 3 vezes na prevalência da SOP clássica em comparação com mulheres não hiperandrogénicas não selecionadas da população geral.

Esta associação foi confirmada em estudos subsequentes realizados por diferentes grupos em todo o mundo. Numa meta-análise e revisão sistemática recente do nosso grupo, relatámos uma prevalência aumentada da SOP; no seu limite superior, essa prevalência pode atingir 34% dos doentes com DMT1, triplicando os valores observados na população geral para o fenótipo clássico da SOP, que é o mais grave em termos de consequências cardiometabólicas. Do ponto de vista fisiopatológico, e dada a óbvia ausência de hiperinsulinismo endógeno na DMT1, esta relação deve ser necessariamente suportada pela administração subcutânea exógena de insulina. Em indivíduos saudáveis, a insulina atinge diretamente o fígado através da circulação portal após a sua secreção pancreática. Após exercer as suas ações a este nível, com a sua subsequente depuração hepática, a insulina passa para a circulação sistémica em concentrações muito mais baixas do que as encontradas na circulação portal. Na SOP e noutros estados de resistência à insulina, a resistência à insulina é compensada por uma secreção aumentada de insulina pancreática, resultando em hiperinsulinismo portal e sistémico. Em contraste, em indivíduos com DMT1, a insulina é administrada subcutaneamente (de forma não fisiológica) e exerce as suas ações em diferentes órgãos e tecidos, incluindo as gónadas e o córtex adrenal, antes de atingir o tecido hepático em concentrações suficientes para suprimir a gliconeogénese; por conseguinte, as concentrações sistémicas de insulina são necessariamente supra-fisiológicas por esta razão. Em contraste, os níveis hepáticos de insulina não são excessivos, uma vez que isso precipitaria hipoglicemia, e isto explica a constante constatação de níveis normais de globulina de ligação a hormonas sexuais (SHBG) em mulheres com DMT1 e SOP. Em contraste, em mulheres com SOP sem DMT1, a síntese e secreção de SHBG é diminuída como consequência do hiperinsulinismo portal (certas adipocinas secretadas pelo tecido adiposo visceral também contribuem para esta inibição), uma situação que não ocorre em mulheres com DMT1 na ausência de hiperinsulinismo hepático.

Alguns estudos relataram uma interação negativa entre a DMT1 e a SOP em termos de complicações micro ou macrovasculares. No entanto, a possibilidade de o excesso de androgénios afetar negativamente a distribuição do tecido adiposo em mulheres com DMT1 e SOP é plausível, colocando-as em risco de aumento da adiposidade abdominal e resistência à insulina. Por outro lado, de forma semelhante àquelas mulheres com alto risco de SOP na população geral – por exemplo, aquelas com obesidade, mesmo obesidade extrema, ou parentes de primeiro grau de mulheres com SOP – que não desenvolvem características da síndrome, nem todos os doentes com DMT1, universalmente tratados com insulina subcutânea, desenvolverão SOP, indicando que uma predisposição para a SOP é uma conditio sine qua non para a sua ocorrência.

DEFEITOS NA ESTEROIDOGÉNESE OVÁRICA E ADRENAL Tanto o facto de a SOP não ser universal em mulheres com resistência à insulina e hiperinsulinismo, como o facto de a resistência à insulina não ser universal em todas as mulheres com SOP, sugerem que existe um defeito primário que favorece o excesso de androgénios nas mulheres afetadas, e que este é essencial para o desenvolvimento da síndrome em resposta à insulina ou a outros desencadeadores. Os elegantes estudos realizados pelo grupo de McAllister há 20 anos na Universidade da Pensilvânia demonstraram que, após várias passagens em cultura primária, as células da teca de doentes com SOP produziram uma secreção excessiva de androgénios em comparação com as de mulheres controlo sem a síndrome. Isto ocorreu devido a uma expressão e atividade intrinsecamente aumentadas da enzima 17α-hidroxilase/17,20-desmolase (P450c17, CYP17), a enzima reguladora qualitativa da síntese de esteroides sexuais que catalisa tanto a 17α-hidroxilação da pregnenolona e progesterona, como a conversão da 17α-hidroxipregnenolona em dehidroepiandrosterona. A atividade 17,20-desmolase da enzima é regulada por mecanismos pós-transcricionais, incluindo a fosforilação dos resíduos de serina/treonina da própria enzima. O mesmo grupo também demonstrou uma expressão aumentada nas células da teca de mulheres com SOP da enzima P450scc, que é a enzima reguladora quantitativa da esteroidogénese ovárica e adrenal que catalisa a conversão do colesterol em pregnenolona após a transferência do colesterol da membrana mitocondrial externa para a interna pela proteína reguladora aguda da esteroidogénese (StAR). Uma vez que quaisquer fatores que pudessem influenciar estas células da teca in vivo obviamente não estavam presentes após várias passagens em cultura, estas alterações colocam a produção excessiva de androgénios como um defeito ovárico primário na SOP, corroborando achados clínicos como a hiper-responsividade da 17-hidroxiprogesterona à estimulação com gonadotrofinas ou hiperandrogenemia persistente após supressão da esteroidogénese adrenal.

Em cerca de um terço das mulheres com SOP, o hiperandrogenismo também tem um componente adrenal. Uma hiper-responsividade adrenal à estimulação com corticotrofina é comum em mulheres com SOP e hiperandrogenismo de origem adrenal. Uma diminuição na regeneração periférica de cortisol dependente da 11β-hidroxiesteroide desidrogenase pode induzir uma hiperativação compensatória do eixo corticotrófico, e este defeito pode ser encontrado ao nível hepático na SOP, induzido pelo próprio hiperandrogenismo ovárico. Outro fator relacionado com a ativação adrenal seria o aumento da expressão e atividade da enzima 17α-hidroxilase/17,20-desmolase previamente mencionada. O aumento da fosforilação dos resíduos de serina/treonina desta enzima juntamente com a dos resíduos de serina do substrato do recetor de insulina-1 (IRS-1) poderia constituir um evento comum que liga o hiperandrogenismo ovárico e adrenal e a resistência à insulina. Além disso, um defeito funcional parcial na ação da 3β-hidroxiesteroide desidrogenase poderia levar ao aumento da razão de precursores adrenais Δ5/Δ4 observada em algumas mulheres com SOP, seja causada pelo hiperinsulinismo característico da síndrome, ou por alterações comuns na regulação da 17α-hidroxilase/17,20-desmolase e da 3β-hidroxiesteroide desidrogenase pela via de sinalização MEK/ERK.

ADIPOSIDADE, ADIPOSIDADE VISCERAL E COMPOSIÇÃO CORPORAL NA SOP A contribuição da obesidade para a disfunção gonadal em mulheres e homens é bem conhecida. O excesso de peso aumenta a prevalência da SOP clássica até 4 vezes em mulheres não selecionadas no nosso meio, e 30%-50% das mulheres com obesidade extrema têm características consistentes com um diagnóstico de SOP. Além disso, a prevalência estimada de obesidade em mulheres com SOP é próxima de 50%, embora ainda mais notável seja a prevalência de adiposidade central, derivada de uma distribuição 'masculinizada' do tecido adiposo, consistindo em deposição visceral. Esta deposição visceral pode começar na infância e durante a puberdade, reforçando o fenótipo hiperandrogénico em raparigas predispostas. Durante a idade adulta, a obesidade e a adiposidade central pioram o perfil cardiovascular das mulheres com SOP.

O próprio excesso de androgénios influencia a expressão génica e o proteoma do tecido adiposo visceral, e assim foi descrito um padrão de expressão de adipocinas semelhante ao masculino no tecido adiposo visceral. Os androgénios são também potentes inibidores da diferenciação adipogénica, limitando o número de adipócitos e a sua capacidade de armazenamento no tecido adiposo subcutâneo, de modo que o excesso de androgénios pode limitar a capacidade adaptativa do tecido adiposo em mulheres com SOP, criando um estado de lipotoxicidade e secreção disfuncional de adipocitocinas. O stresse oxidativo e a inflamação crónica subclínica inerentes à SOP também desempenham um papel na incapacidade de expansão fisiológica do tecido adiposo e na sua desregulação metabólica. Em última análise, a inter-relação entre a SOP e a obesidade abdominal é o resultado de um círculo vicioso no qual o excesso androgénico favorece a deposição de gordura visceral abdominal, que facilita diretamente o excesso androgénico de origem ovárica e adrenal através da secreção e efeito de mediadores autócrinos, parácrino e endócrinos [down-regulação da adiponectina e up-regulação do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), IL-6 e leptina], ou indiretamente através da indução de resistência à insulina e hiperinsulinismo compensatório.

RESISTÊNCIA À INSULINA, INFLAMAÇÃO E STRESS OXIDATIVO NA FISIOPATOLOGIA DA SOP Estudos de clamp euglicémico são consistentes com um defeito pós-ligação ao ligando no recetor de insulina que afeta a via de sinalização metabólica intracelular no tecido adiposo; uma alteração suportada por achados de estudos metabolómicos que mostram um aumento de ácidos gordos de cadeia longa e glicerol no plasma, sugerindo aumento da lipólise, provavelmente relacionado com diminuição da sensibilidade à ação da insulina no tecido adiposo. Consistente com isto, um número substancial de mulheres com SOP tem aumento da fosforilação dos resíduos de serina do recetor de insulina, cuja função é inibida pela redução da atividade intrínseca da quinase dos seus resíduos de tirosina. Tal fosforilação é mediada pelo TNF-α, especialmente naqueles doentes com obesidade abdominal, um cenário derivado do estímulo hiperandrogénico à libertação desta citocina por células mononucleares, tanto em jejum como em resposta à ingestão de glucose. Noutras mulheres, a fosforilação do IRS-1 ou a ativação da fosfatidilinositol-3-quinase agravam a resistência à insulina. No entanto, a resistência à insulina ao nível do adipócito também pode ser mediada por outro mecanismo complementar, nomeadamente, a infiltração deste tecido por macrófagos. Macrófagos inflamatórios caracterizados pela expressão de CD11c agrupam-se em torno de adipócitos formando estruturas semelhantes a coroas, cuja densidade se correlaciona diretamente com o grau de resistência à insulina. Estes macrófagos irão secretar citocinas como o TNF-α, promovendo um ambiente inflamatório local. Mulheres com SOP mostram aumento da expressão de CD11c em macrófagos e estruturas semelhantes a coroas no tecido adiposo subcutâneo em proporção direta com os níveis de testosterona circulante. No tecido muscular de mulheres com SOP, a via mitogénica do recetor de insulina, MAPK-ERK 1/2, também está constitutivamente ativada, aumentando a fosforilação dos resíduos de serina do IRS-1. A presença de disfunção mitocondrial em mulheres com hiperandrogenia funcional pode contribuir para a presença de resistência à insulina. O stresse oxidativo induzido por esta disfunção mitocondrial está envolvido na patogénese da SOP e das complicações metabólicas relacionadas com o hiperandrogenismo. Embora alguns estudos não tenham conseguido confirmar uma deficiência primária da função mitocondrial na SOP, os biomarcadores de stresse oxidativo estão aumentados nestas mulheres, independentemente da presença de excesso de peso. Além disso, as alterações na função mitocondrial de mulheres hiperandrogénicas com resistência à insulina assemelham-se às de doentes com diabetes tipo 2.

PREDISPOSIÇÃO GENÉTICA A SOP é uma condição multigénica complexa que surge da interação entre variantes genéticas protetoras e predisponentes, que podem ter sido selecionadas ao longo dos tempos pela evolução devido a uma vantagem de sobrevivência ancestral, com fatores ambientais a desempenharem um papel determinante na expressão do fenótipo hiperandrogénico. Entre outras, variantes genómicas em genes que regulam a biossíntese de androgénios, a ação da insulina e a inflamação podem estar associadas à predisposição para a SOP. Uma meta-análise de estudos de associação genómica em larga escala, incluindo mais de 10 000 mulheres com SOP e 100 000 controlos, todos de origem europeia, identificou 14 loci associados ao hiperandrogenismo, regulação das gonadotrofinas e concentrações de testosterona nas mulheres afetadas, e correlações com obesidade, insulinemia, diabetes tipo 2, níveis lipídicos e doença aterosclerótica coronária, indicando uma arquitetura genética partilhada entre estas alterações metabólicas e a SOP.

Estes mecanismos fisiopatológicos descritos em mulheres com SOP da população geral não foram estudados em mulheres com DMT1. Portanto, a descrição de fatores facilitadores e protetores associados ao desenvolvimento ou ausência de hiperandrogenia funcional e SOP em mulheres com DMT1 é o principal objetivo do presente projeto de investigação.

HIPÓTESE Existem fatores individuais que expõem ou protegem mulheres com DMT1 ao/do desenvolvimento de excesso de androgénios e SOP, apesar do hiperinsulinismo sistémico iatrogénico que todas experienciam como resultado da administração subcutânea de insulina que necessitam para sobreviver. O excesso de androgénios em mulheres com DMT1 pode aumentar o seu risco cardiometabólico.

OBJETIVOS DO ESTUDO OBJETIVO PRINCIPAL: Desvendar os mecanismos patogénicos por trás da hiperandrogenia funcional em mulheres com DMT1 a partir de uma perspetiva de medicina do sexo.

1. Objetivos primários: Identificar fatores predisponentes/protetores associados ao desenvolvimento de hiperandrogenia funcional em mulheres com DMT1, fenotipando estas mulheres utilizando técnicas de ponta para a avaliação de:

   1.1. Sensibilidade à insulina. 1.2. Composição corporal. 1.3. Esteroidogénese ovárica e adrenal.

2. Objetivos secundários: Identificação de fatores moleculares-genéticos relevantes associados ao desenvolvimento de hiperandrogenia funcional em mulheres com DMT1 2.1. Identificar variantes genómicas em genes/proteínas relacionados com a sinalização e ação da insulina, adiposidade, inflamação, esteroidogénese e a própria SOP (Genómica).

   2.2. Descrição de padrões diferenciais de metilação do DNA em tecidos adiposo subcutâneo profundo e muscular esquelético (Epigenómica).

   2.3. Descrição de perfis diferenciais de expressão génica em tecidos adiposo e muscular (Transcriptómica).

   2.2. Descrição de perfis proteómicos diferenciais em tecido adiposo e muscular (Proteómica).

3. Objetivo exploratório: Avaliar a interação entre a DMT1 e a SOP em parâmetros de controlo metabólico e morbilidades associadas à própria DMT1.