Estudio in vitro sobre los efectos del tratamiento con mioinositol sobre la expresión de genes relacionados con la leptina

Abstract

[spa] Durante la etapa perinatal y los primeros años de vida, las condiciones ambientales pueden influir en el desarrollo y crecimiento del neonato, afectando el riesgo de padecer enfermedades metabólicas en la edad adulta. En concreto, la restricción calórica gestacional se ha relacionado con alteraciones metabólicas en la descendencia, como la predisposición a la obesidad y el síndrome metabólico en etapas posteriores de la vida. La lactancia materna, en cambio, es propuesta como método óptimo de alimentación en comparación con las fórmulas infantiles, debido a los múltiples beneficios que se han observado para la salud del recién nacido y, posteriormente, lo que se podría relacionar, en parte, con la presencia de determinados compuestos bioactivos. En este sentido, la leptina ingerida durante la lactancia se ha asociado con efectos protectores contra la obesidad y enfermedades metabólicas asociadas. Además, estudios previos en modelos animales mostraron un efecto beneficioso de la suplementación con mioinositol en dosis fisiológicas durante la lactancia sobre las alteraciones metabólicas asociadas a una restricción calórica materna gestacional. Se ha sugerido un efecto potencial del mioinositol estimulando la acción de la leptina ingerida durante la lactancia. Por tanto, nuestro objetivo fue determinar, mediante un estudio in vitro, la influencia del mioinositol en la expresión de marcadores asociados con la vía de señalización de la leptina mediante RT-qPCR. Para ello, se evaluaron los efectos de la leptina y el mioinositol, tanto individualmente con un tratamiento agudo, a tres dosis diferentes cada compuesto, como en combinación con un tratamiento crónico a una sola dosis, sobre la expresión génica en cultivos celulares de fibroblastos murinos 3T3-L1, y en diferentes estadios. Se seleccionaron genes implicados en el proceso de adipogénesis/lipogénesis, Srebp1c y Pparγ, y genes involucrados en el proceso lipolítico, Hsl y Atgl. La leptina y el mioinositol, individualmente y en tratamiento agudo, mostraron efectos en diferentes estadios de diferenciación, más específicamente, el tratamiento con mioinositol tuvo más efectos sobre los adipocitos maduros, a diferencia del tratamiento con leptina, que ejerció más efectos sobre los preadipocitos. De manera aguda, el mioinositol resultó en los adipocitos maduros en niveles más altos de ARNm de Srebp1c, Pparγ y Atgl en diferentes dosis, mientras que la dosis más alta de leptina resultó en una disminución del ARNm de la Hsl y Atgl en preadipocitos. No se reportó un efecto con el tratamiento crónico de la combinación ni tampoco de los tratamientos individuales. Los hallazgos sugieren que la leptina y el mioinositol no tienen un efecto sinérgico en la expresión de los genes Srebp1c, Pparγ, Hsl y Atgl en las condiciones experimentales utilizadas. Sin embargo, ejercieron efectos diferenciados en diferentes etapas de la diferenciación celular, siendo el mioinositol más efectivo en adipocitos maduros. Se requieren investigaciones adicionales para comprender los mecanismos subyacentes y determinar si existen condiciones en las que se reporte un efecto sinérgico.

[eng] During the perinatal period and early years of life, environmental conditions can influence the development and growth of the newborn, affecting the risk of metabolic diseases in adulthood. Specifically, gestational caloric restriction has been linked to metabolic alterations in offspring, such as a predisposition to obesity and metabolic syndrome later in life. Breastfeeding, on the other hand, is proposed as the optimal method of feeding compared to infant formulas, due to the multiple benefits observed for the health of the newborn, which could be partly related to the presence of certain bioactive compounds. In this regard, leptin ingested during lactation has been associated with protective effects against obesity and associated metabolic diseases. Additionally, previous studies in animal models have shown a beneficial effect of myo-inositol supplementation at physiological doses during lactation on metabolic alterations associated with gestational maternal caloric restriction. A potential effect of myo-inositol stimulating the action of leptin ingested during lactation has been suggested. Therefore, our objective was to determine, through an in vitro study, the influence of myoinositol on the expression of markers associated with the leptin signaling pathway using RT-qPCR. To do this, the effects of leptin and myo-inositol were evaluated, both individually in an acute treatment at three different doses for each compound, and in combination with a chronic treatment at a single dose, on gene expression in murine 3T3-L1 fibroblast cell cultures, at different stages. Genes involved in the adipogenesis/lipogenesis process, Srebp1c and Pparγ, and genes involved in the lipolytic process, Hsl and Atgl, were selected. Leptin and myo-inositol, individually and in acute treatment, showed effects at different differentiation stages, more specifically, myo-inositol treatment had more effects on mature adipocytes, unlike leptin treatment, which exerted more effects on preadipocytes. Acutely, myo-inositol resulted in higher mRNA levels of Srebp1c, Pparγ, and Atgl in mature adipocytes at different doses, while the highest dose of leptin resulted in a decrease in Hsl and Atgl mRNA in preadipocytes. No effect was reported with the chronic combination treatment or the individual treatments. The findings suggest that leptin and myo-inositol do not have a synergistic effect on the expression of Srebp1c, Pparγ, Hsl, and Atgl genes under the experimental conditions used. However, they exerted differentiated effects at different stages of cell differentiation, with myo-inositol being more effective in mature adipocytes. Further research is needed to understand the underlying mechanisms and determine if there are conditions in which a synergistic effect is reported.

[cat] Durant l'etapa perinatal i els primers anys de vida, les condicions ambientals poden influir en el desenvolupament i creixement del nounat, afectant el risc de patir malalties metabòliques en l'edat adulta. Concretament, la restricció calòrica gestacional s'ha relacionat amb alteracions metabòliques en la descendència, com la predisposició a l'obesitat i la síndrome metabòlica en etapes posteriors de la vida. La lactància materna, en canvi, és proposada com a mètode òptim d'alimentació en comparació amb les fórmules infantils, a causa dels múltiples beneficis que s'han observat per a la salut del nounat i, posteriorment, el que es podria relacionar, en part, amb la presència de determinats compostos bioactius. En aquest sentit, la leptina ingerida durant la lactància s'ha associat amb efectes protectors contra l'obesitat i malalties metabòliques associades. A més, estudis previs en models animals van mostrar un efecte beneficiós de la suplementació amb mioinositol en dosis fisiològiques durant la lactància sobre les alteracions metabòliques associades a una restricció calòrica materna gestacional. S'ha suggerit un efecte potencial del mioinositol estimulant l'acció de la leptina ingerida durant la lactància. Per tant, el nostre objectiu va ser determinar, mitjançant un estudi in vitro, la influència del mioinositol en l'expressió de marcadors associats amb la via de senyalització de la leptina mitjançant RT-qPCR. Per a això, es van avaluar els efectes de la leptina i el mioinositol, tant individualment amb un tractament agut, a tres dosis diferents cada compost, com en combinació amb un tractament crònic a una sola dosi, sobre l'expressió gènica en cultius cel·lulars de fibroblasts murins 3T3-L1, i en diferents estadis. Es van seleccionar gens implicats en el procés d'adipogènesi/lipogènesi, Srebp1c i Pparγ, i gens involucrats en el procés lipolític, Hsl i Atgl. La leptina i el mioinositol, individualment i en tractament agut, van mostrar efectes en diferents estadis de diferenciació, més específicament, el tractament amb mioinositol va tenir més efectes sobre els adipòcits madurs, a diferència del tractament amb leptina, que va exercir més efectes sobre els preadipòcits. De manera aguda, el mioinositol va donar lloc en els adipòcits madurs a nivells més alts d'ARNm de Srebp1c, Pparγ i Atgl en diferents dosis, mentre que la dosi més alta de leptina va donar lloc a una disminució de l'ARNm de la Hsl i Atgl en preadipòcits. No es va informar cap efecte amb el tractament crònic de la combinació ni amb els tractaments individuals. Els resultats suggereixen que la leptina i el mioinositol no tenen un efecte sinèrgic en l'expressió dels gens Srebp1c, Pparγ, Hsl i Atgl en les condicions experimentals utilitzades. No obstant això, van exercir efectes diferenciats en diferents etapes de la diferenciació cel·lular, sent el mioinositol més efectiu en els adipòcits madurs. Són necessàries investigacions addicionals per comprendre els mecanismes subjacents i determinar si existeixen condicions en les quals es reporti un efecte sinèrgic.