Identificarea noilor g; nes asociați; s; l; adipogen; în sine

Sylvain Baulande și Bruno Fève *

Cuvinte cheie MeSH: Adaptare fiziologică, Adipocite, Adiponectină, țesut adipos, Diferențierea celulară, Analiza profilului expresiei genei, Glicoproteine, Oameni, Proteine și peptide de semnalizare intercelulară, Stare nutrițională, Obezitate, Secvențierea prin oligonucleotide de baterii, Transcriere genetică

Dezvoltarea țesutului adipos este un proces fiziologic complex care permite organismului să se adapteze la schimbările din mediul său nutritiv. O ușoară întrerupere a dezvoltării adipocitelor poate duce la stabilirea obezității, un factor de risc major pentru multe boli precum diabetul de tip II, hipertensiunea sau dislipidemia. Deși studii ample au identificat mai multe mecanisme moleculare esențiale implicate în diferențierea adipocitelor [1, 2], adipogeneza este încă departe de a fi dezvăluit toate secretele sale.

În timpul diferențierii, preadipocitul suferă o modificare profundă a programului său transcripțional care are ca rezultat apariția de noi proteine implicate în diferite funcții specifice celulei grase. În speranța unei mai bune înțelegeri a fiziologiei adipocitului, caracterizarea genelor exprimate în timpul diferențierii adipocitelor a fost întreprinsă sistematic de câțiva ani, utilizând metodologii precum afișarea diferențială, clonarea subtractivă sau microarrays-urile.

Dezvoltate la începutul anilor 1990, așa-numitele tehnici de afișare diferențială [3, 4] au favorizat foarte mult identificarea de noi gene adipocite a căror expresie este asociată cu diferențierea. Principiul acestor metode este de a compara nivelurile de exprimare a genelor în două condiții fiziologice sau fiziopatologice distincte. Amplificările aleatorii prin RT-PCR sunt efectuate din ARN-uri messenger, făcând astfel posibilă obținerea profilurilor specifice de exprimare a genelor pentru fiecare situație, a căror analiză comparativă permite detectarea genelor de expresie diferențială.

Aplicarea acestei tehnici la modelele de diferențiere a adipocitelor în cultură (în principal liniile murine 3T3) a făcut posibilă identificarea și caracterizarea noilor factori implicați în diferențierea adipocitelor. Dintre acestea, adiponectina, numită și AdipoQ sau Acrp30 [5], s-a dovedit a fi un jucător major în controlul echilibrului glucido-lipidic al organismului și o țintă terapeutică relevantă pentru rezistența la insulină și diabet. Acrp30/AdipoQ/Adiponectin este, prin urmare, un exemplu convingător al unui factor care rezultă din screening diferențial și care prezintă un interes potențial major din punct de vedere fiziologic și terapeutic.

Situația nu este întotdeauna atât de favorabilă. Prin urmare, detectarea noilor gene este doar un pas inițial care trebuie continuat printr-o caracterizare funcțională aprofundată. Acest pas poate fi obositor și incert. Recent, grupul nostru a identificat astfel mARN-urile care codifică mai multe proteine de expresie adipocitară, cum ar fi SSAO (amina oxidază sensibilă la semicarbazidă) [6], Adiponutrină [7] și TIARP (proteină asociată adipozei indusă de TNFα) [8]. În ceea ce privește aceste ultime două proteine, doar argumentele indirecte, cum ar fi profilul de distribuție tisulară și subcelulară, caracteristicile expresiei și analiza structurală predictivă, permit în prezent să dezvolte ipoteze funcționale.

În celulele endoteliale ale sistemului limfatic și în sinusoidele hepatice radiate, SSAO (denumit și VAP-1 pentru proteina de aderență vasculară-1) poate juca rolul ligandului de adeziune a limfocitelor și, prin urmare, poate participa la geneza patologiilor inflamatorii. [9].

În celulele adipoase ale mai multor specii, inclusiv la oameni, activarea enzimei stimulează transportul glucozei [10, 11] printr-un mecanism dependent de producerea de peroxid de hidrogen. Administrarea combinată de benzilamină (un substrat farmacologic pentru SSAO) și doze mici de vanadat (un inhibitor al tirozinei fosfatazei) poate chiar corecta complet hiperglicemia animalelor diabetice prin streptozotocină, prin utilizarea crescută a glucozei. La periferie [12].

La nivelul pereților arteriali, SSAO, într-o stare fiziologică, contribuie la organizarea matricei extracelulare și, în special, a rețelei de elastină [14]. Cu toate acestea, aldehidele și peroxidul de hidrogen format după activarea SSAO sunt dăunătoare celulelor endoteliale. Cu toate acestea, activitatea SSAO este crescută în serul pacienților cu diabet zaharat, ceea ce a condus la ipoteza conform căreia acest exces de activitate este implicat în apariția complicațiilor degenerative asociate diabetului, în special macroangiopatic [13].

Din punct de vedere terapeutic, natura pleiotropică a funcțiilor potențiale ale SSAO ridică imediat probleme conceptuale. În contextul diabetului, apare o dilemă între două strategii opuse: ar trebui să activăm SSAO folosind substraturi selective și astfel să îmbunătățim utilizarea periferică a glucozei și controlul glicemiei? Dimpotrivă, este preferabil să se inhibe în mod specific SSAO, pentru a preveni producerea de aldehide și peroxid de hidrogen și apariția complicațiilor degenerative micro- sau macroangiopatice? Dezvoltarea unui model de invalidare a genei care codifică SSAO, de către echipa finlandeză a S. Jalkanen, va oferi, fără îndoială, răspunsuri mai precise cu privire la implicațiile fiziologice exacte ale SSAO și posibilitățile sale de aplicații terapeutice.

Expresia adiponutrinei, complet absentă în pre-adipocite 3T3, crește dramatic în timpul diferențierii adipocitelor [7] și este limitată doar la țesutul adipos. In vitro, expresia genei adiponutrinei este indusă de glucoză și reprimată de efectorii căii AMPc. In vivo, expresia acestei proteine este în mare măsură controlată de condițiile nutriționale (expresia redusă prin post și crescută prin aportul de alimente), de unde și numele său, adiponutrină. În plus, este puternic supraexprimat în țesutul adipos al animalelor obeze (șobolan Zucker). Aceste variații ale expresiei amintesc de cele ale enzimelor lipogene. Adiponutrina, o proteină membranară de aproximativ 45 kDa, prezintă cu precizie omologii structurale cu o familie de proteine dotate cu activitate de esterază de tip fosfolipază (Figura 1). Cu toate acestea, în ciuda acestor caracteristici structurale și de expresie, până în prezent nu există date funcționale care permit o definiție clară a funcției adiponutrinei în metabolismul adipocitelor.