Orientador: Mario José Abdalla Saad

Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: Fatores ambientais e genéticos do hospedeiro interagem para controlar a microbiota intestinal, que pode ter um papel no desenvolvimento da obesidade e da resistência à insulina. Camundongos deficientes em TLR2, sob condições livres de microorganismos, estão protegidos da resistência à...

Resumo: Fatores ambientais e genéticos do hospedeiro interagem para controlar a microbiota intestinal, que pode ter um papel no desenvolvimento da obesidade e da resistência à insulina. Camundongos deficientes em TLR2, sob condições livres de microorganismos, estão protegidos da resistência à insulina induzida por dieta. Inibição aguda do TLR2 (4 dias de tratamento) com oligonucleotídeo antisense em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica leva a um aumento da sensibilidade e da sinalização da insulina em tecido adiposo e muscular. É possível que a presença da microbiota intestinal possa reverter o fenótipo de um animal, induzindo resistência à insulina em um animal geneticamente determinado a ter aumento da sensibilidade à insulina, tal como o camundongo deficiente para TLR2. No presente estudo, nós investigamos a influência da microbiota intestinal nos parâmetros metabólicos, tolerância à glicose, sensibilidade e sinalização da insulina em camundongos deficientes para TLR2. A microbiota intestinal foi investigada (por metagenômica), as características metabólicas e a sinalização da insulina em camundongos deficientes para TLR2 em um biotério convencional. Os resultados mostraram que a perda do TLR2 em camundongos de biotério convencional resulta em fenótipo semelhante ao da síndrome metabólica, caracterizado por diferenças na microbiota intestinal, com um aumento de três vezes na proporção de Firmicutes e um pequeno aumento na de Bacteroidetes, em comparação com os controles. Essas alterações na microbiota foram acompanhadas por um aumento na absorção de LPS, inflamação subclínica, resistência à insulina, intolerância à glicose e posterior obesidade. Essa seqüência de eventos foi reproduzida em camundongos do tipo selvagem por transplante de microbiota intestinal e revertida pelo tratamento com antibióticos. Em nível molecular, o mecanismo demonstrou-se único, com ativação do TLR4, associado com estresse de retículo endoplasmático e ativação da JNK, sem, porém, ativação da via IKK?-I?B-NF?B. Nossos resultados também mostraram que, em camundongos deficientes para TLR2, houve redução de células T regulatórias em tecido adiposo visceral, sugerindo que essa regulação pode contribuir para a resistência à insulina nesses animais. Nesse sentido, nossos resultados enfatizam o papel da microbiota na complexa rede de interações moleculares e celulares que ligam genótipo e fenótipo, e suas potenciais implicações em alterações humanas envolvendo obesidade, diabetes e outras doenças imunológicas

Abstract: Environmental factors and host genetics interact to control the gut microbiota, which may have a role in the development of obesity and insulin resistance. TLR2 deficient mice, under germ-free conditions are protected from diet-induced insulin resistance. Diet-induced obese mice, acutely...

Abstract: Environmental factors and host genetics interact to control the gut microbiota, which may have a role in the development of obesity and insulin resistance. TLR2 deficient mice, under germ-free conditions are protected from diet-induced insulin resistance. Diet-induced obese mice, acutely treated with TLR2 oligonucleotide antisense during 4 days showed increased insulin sensitivity and signaling in muscle and white adipose tissue. It is possible that the presence of gut microbiota could reverse the phenotype of an animal, inducing insulin resistance in an animal genetically determined to have increased insulin sensitivity, such as the TLR2 KO mice. In the present study, we investigated the influence of gut microbiota on metabolic parameters, glucose tolerance, insulin sensitivity and signaling of TLR2-deficient mice. We investigated the gut microbiota (by metagenomics), the metabolic characteristics and insulin signaling in TLR2 knockout (KO) mice in a non-germ free-facility. Results showed that the loss of TLR2 in conventionalized mice results in a phenotype reminiscent of metabolic syndrome, characterized by differences in the gut microbiota, with a 3-fold increase in Firmicutes and a slight increase in Bacteroidetes compared with controls. These changes in gut microbiota were accompanied by an increase in LPS absorption, subclinical inflammation, insulin resistance, glucose intolerance and, later, obesity. In addition, this sequence of events was reproduced in WT mice by microbiota transplantation and was also reversed by antibiotics. At molecular level the mechanism was unique with activation of TLR4, associated with ER stress and JNK activation, but no activation of the IKK?-I?B-NF?B pathway. Our data also showed that in TLR2 KO mice there was a reduction in regulatory T cell in visceral fat suggesting that this modulation may also contribute to the insulin resistance of these animals. Our results emphasize the role of microbiota in the complex network of molecular and cellular interactions that link genotype to phenotype and have potential implications for common human disorders involving obesity, diabetes and even other immunological disorders