Alimentația bogată în grăsimi afectează în mod diferit dezvoltarea inflamației la nivelul sistemului nervos central
Abstract
fundal
Obezitatea și tulburările asociate acesteia devin o problemă majoră de sănătate în multe țări. Inflamația rezultată nu afectează doar periferia, ci și sistemul nervos central. Ne-am propus să studiem, într-o manieră dependentă de timp, efectele unei diete bogate în grăsimi asupra diferitelor regiuni ale sistemului nervos central în ceea ce privește tonusul inflamator.
Metode
Am folosit un model de obezitate indusă de dietă și am comparat în mai multe momente de timp (1, 2, 4, 6, 8 și 16 săptămâni) un grup de șoareci hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi cu grupul de control respectiv hrănit cu o dietă standard. De asemenea, am efectuat o analiză la scară largă a lipidelor din sistemul nervos central utilizând HPLC-MS și apoi am testat lipidele de interes pe o co-cultură primară de astrocite și celule microgliene.
Rezultate
Am măsurat o creștere a tonusului inflamator în cerebel la diferitele puncte de timp. Cu toate acestea, în săptămâna 16, am demonstrat că tonusul inflamator a prezentat diferențe semnificative în două regiuni diferite ale sistemului nervos central, în special o creștere a cerebelului și nicio modificare a cortexului pentru șoarecii cu o dietă bogată în grăsimi în comparație cu șoarecii hrăniți cu chow. . Rezultatele noastre sugerează în mod clar adaptări atât ale regiunii, cât și ale timpului, ale sistemului nervos central la dieta bogată în grăsimi. Diferențele de tonus inflamator între cele două regiuni considerate par să implice astrocite, dar nu și celule microgliene. Mai mult, un screening la scară largă al lipidelor, cuplat cu testarea ex vivo, ne-a permis să identificăm trei clase de lipide - fosfatidilinozitoli, fosfatidiletanolamine și lizofosfatidilcoline - precum și palmitoiletanolamidă, ca potențial responsabil pentru diferența de tonus inflamator.
Concluzii
Acest studiu demonstrează că tonusul inflamator indus de o dietă bogată în grăsimi nu afectează în mod similar regiuni distincte ale sistemului nervos central. Mai mult, lipidele identificate și testate ex vivo au prezentat proprietăți antiinflamatorii interesante și ar putea fi studiate în continuare pentru a caracteriza mai bine activitatea și rolul lor în controlul inflamației din sistemul nervos central.
fundal
Obezitatea și tulburările asociate devin probleme de sănătate la nivel mondial [1-3]. Obezitatea este considerată o afecțiune inflamatorie datorită inflamației asociate de grad scăzut [4-6] care afectează periferia și crește incidența multor patologii, cum ar fi bolile cardiovasculare [7], astmul bronșic [8] sau chiar cancerul [9]. Unul dintre mecanismele propuse care conduc la inflamații periferice implică microbiota intestinului. Mai precis, o dietă bogată în grăsimi (HFD) va schimba echilibrul între diferite populații de bacterii din intestin [10, 11]. Acest lucru va duce la o perturbare a integrității epiteliului intestinal care, la rândul său, va duce la creșterea trecerii endotoxinelor (cum ar fi lipopolizaharidele (LPS)) în fluxul sanguin, care va alimenta apoi tonusul inflamator periferic [4, 12, 13]. Demonstrația că perturbarea semnalizării LPS (de exemplu, șoareci TLR4 -/- sau șoareci CD14 -/-) protejează de obezitatea indusă de dietă și de tulburările metabolice susține cu tărie rolul important jucat de LPS în fiziopatologia acestor tulburări [12-15].
Percepția lipidelor s-a schimbat dramatic de la simpla moleculă de substrat energetic la moleculele bioactive implicate în multe procese fiziologice, în special prin apariția abordării lipidomice [33]. Lipidele sunt recunoscute ca mediatori centrali implicați în apariția, dezvoltarea și rezolvarea proceselor inflamatorii [34, 35]. Obezitatea modifică nivelurile endogene ale mai multor familii de lipide bioactive, cum ar fi ceramide, fosfatidilcoline și endocannabinoizi [36-38]. La rândul lor, unele lipide bioactive exercită fie efecte pro-, fie anti-inflamatorii în timpul obezității. De exemplu, ceramidele vor exercita efecte pro-inflamatorii la nivelul ficatului și vor duce progresiv la rezistența la insulină prin modificarea semnalizării insulinei [6, 39, 40]. În schimb, acizii grași polinesaturați n - 3 prezintă efecte benefice prin contracararea inflamației țesutului adipos indusă de HFD [41]. Totuși, implicarea potențială a altor lipide trebuie abordată pentru a caracteriza mai bine tonusul inflamator derivat din obezitate.
În acest studiu, ne-am propus să caracterizăm, în mai multe momente de timp și în diferite regiuni ale SNC, tonusul inflamator indus de un HFD. Am constatat că, în funcție de regiunea SNC, un HFD afectează în mod diferit tonusul inflamator. Prin urmare, am investigat dacă modificările conținutului de lipide din SNC ar putea explica diferențele în tonul inflamator între regiunile SNC.
Metode
Animale și diete
Șoarecii masculi C57BL/6J de nouă săptămâni (Charles River) au fost găzduiți într-un mediu controlat (ciclu de lumină de 12 zile, luminile stinse la ora 18:00, temperatura și umiditatea controlate). La sosire, au fost împărțiți în mod aleatoriu în 12 grupuri de câte opt șoareci (patru șoareci/cușcă) și au fost climatizați timp de 1 săptămână. Apoi, șase dintre aceste grupuri au primit acces gratuit la o dietă standard (AIN 93-M, Research Diets, New Brunswick, SUA), iar restul de șase grupuri au primit acces gratuit la un HFD (D12492, Research Diets, New Brunswick, SUA ).). Pentru detalii despre compoziția ambelor diete, consultați fișierul suplimentar 1: Tabelul S1. Pentru acest experiment, am eutanasiat la fiecare moment selectat (adică, după 1, 2, 4, 6, 8 și 16 săptămâni) un grup sub dietă standard și un grup sub un HFD. Șoarecii au fost anesteziați cu izofluran după o perioadă de post de 6 ore și sacrificați prin luxație cervicală. Cortexul, cerebelul și trunchiul cerebral au fost recuperate cu atenție și rapid și congelate rapid în azot lichid. Au fost recoltate și cântărite diferitele depozite de țesut adipos (țesut adipos subcutanat (SAT), țesut adipos visceral (TVA), țesut adipos epididimal (EAT) și țesut adipos maro (BAT)). Toate țesuturile colectate au fost depozitate la -80 ° C până la o analiză ulterioară.
Am efectuat acest studiu în conformitate cu recomandarea europeană 2007/526/CE (care a fost transformată în Legea belgiană din 29 mai 2013), privind protecția animalelor de laborator. Comitetul local de etică a aprobat protocolul studiului (acordul de studiu 2010/UCL/MD/022; acordul de laborator LA1230314).
Cuantificarea colesterolului
Colesterolul total plasmatic a fost cuantificat, urmând instrucțiunile producătorului, în vena cavă folosind kitul Cholesterol FS10 (DiaSys Diagnostic and Systems, Holzheim, Germania), care se bazează pe o reacție enzimatică cuplată cu o detecție spectrofotometrică a produsului final.
Pregătirea ARN și analiza RT-qPCR
ARN-ul total din țesuturi a fost extras folosind reactivul TriPure (Roche, Basel, Elveția) conform instrucțiunilor producătorului. ADNc a fost sintetizat folosind un kit RT (Promega, GoScript ™ Reverse Transcription System) din 1 μg de ARN total. qPCR a fost efectuat cu un instrument și software StepOnePlus (Applied Biosystems, Foster City, CA, SUA). Reacțiile PCR au fost efectuate folosind un amestec SYBR Green (Promega, GoTaq® qPCR Master Mix). Am măsurat fiecare probă în duplicat în timpul aceleiași probe. Au fost utilizate următoarele condiții pentru amplificare: o etapă inițială de menținere de 10 min la 95 ° C, apoi 45 de cicluri constând în denaturare la 95 ° C timp de 3 s, recoacere la 60 ° C timp de 26 s și extindere la 72 ° C timp de 10 s. Produsele au fost analizate prin efectuarea unei curbe de topire la sfârșitul reacției PCR. Datele sunt normalizate la expresia ARN messenger (mARN) 60S proteină ribozomală L19 (RPL19) [42]. Secvențele primerilor utilizați sunt enumerate în Tabelul 1.