Envolvimento do metabolismo de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs) no desenvolvimento de NAFLD

Resumo

A doença do fígado gorduroso de origem não-alcoólica (Non-Alcoholic Fatty Liver Disease, NAFLD) é um conjunto complexo de doenças hepáticas crônicas, altamente prevalentes, que engloba desde uma simples esteatose (NALF) a condições mais severas, como a esteatohepatite (NASH), cirrose e hepatocarcinoma (HCC) e tem como evento comum e inicial o acúmulo excessivo de gordura no fígado. Interessantemente, análise metabolômica do soro de pacientes com NAFLD revelou, independentemente do estágio e severidade da doença, um aumento na concentração sérica de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA). Os mecanismos moleculares que determinam as inter- relações entre a NAFLD e metabolismo de BCAAs são desconhecidos. Neste sentido em um estudo preliminar do laboratório, nós encontramos um aumento no conteúdo sérico de BCAA em camundongos com NAFL (8 semanas), NASH (24 semanas) e HCC (48 semanas) induzidos pela deleção de Pten em hepatócitos. Surpreendentemente, a suplementação da dieta com o BCAA leucina, por mecanismos desconhecidos, atenuou o desenvolvimento da NAFLD induzida pela deleção de Pten em hepatócitos. Baseados nestes dados preliminares é objetivo do presente projeto de doutorado investigar os mecanismos pelos quais a NAFLD impacta o metabolismo de BCAAs, bem como, avaliar o impacto da suplementação com os BCAAs leucina, isoleucina ou valina, que são metabolizados por via metabólica comum, mas geram metabólitos finais diferentes (acetil-CoA e succinil-CoA, respectivamente), no desenvolvimento da NAFL e progressão para NASH e HCC em dois modelos murinos distintos: 1- camundongos com deleção de Pten em hepatócitos, um modelo de NAFLD induzida por lipogênese de novo exacerbada; e 2- camundongos alimentados com dieta hiperlipídica rica em colesterol e frutose (DIN) e tratados com baixa dose estreptozotocina (STZ), um modelo de NAFLD induzida por dieta hiperlipídica que mimetiza o diabetes tipo 2. Para isto, camundongos com deleção de Pten especificamente em hepatócitos e irmãos controles (protocolo 1) e camundongos C57BL6J selvagens tratados com DIN+STZ e controles (protocolo 2) serão tratados ou não com dieta suplementada com leucina, isoleucina ou valina por 8 semanas. Os camundongos serão avaliados para o peso corporal, ingestão alimentar, gasto energético, tolerâncias à glicose, à insulina e ao piruvato, conteúdo sérico de BCAA e outros metabólitos como ácidos graxos de cadeia curta (acetato, propionato e butirato), massa e conteúdo hepático de lipídeos, glicogênio e proteínas, metabolismo hepático de lipídeos (lipogênese de novo, síntese de triacilglicerol, secreção de VLDL, b-oxidação) e glicose (gliconeogênese e síntese e degradação do glicogênio), morfologia e função mitocondrial, inflamação (infiltração leucocitária, conteúdo de citocinas e mediadores lipídicos), sinalização intracelular da insulina e mTORC1, estresse oxidativo e fibrose. Em um terceiro protocolo, investigaremos o envolvimento de mTORC1, que é ativada por BCAAs, nas alterações induzidas pela leucina ou valina no fígado. Para isto, camundongos com deleção de raptor em hepatócitos serão induzidos à NAFLD com DIN+STZ e tratados com dieta suplementada com leucina, isoleucina ou valina por 8 semanas. Os parâmetros avaliados serão os mesmos para os protocolos 1 e 2. Por último, em um quarto protocolo, hepatócitos primários com ou sem deleção de Pten ou Raptor serão incubados com leucina, isoleucina ou valina e avaliados para lipogênese de novo e b-oxidação de ácidos graxos, sinalização da via PI3K-Akt-mTORC1 e respiração mitocondrial. (AU)