Quantificação e análise da expressão do mRNA de proglucagon, GIP, PC1/3 e DPP-IV e modulação in vitro destes genes por ácidos graxos monoinsaturados (cis ou trans) e glicose em jejuno proximal de obesos grau III submetidos à cirurgia bariátrica (RYGB)

Abstract

A obesidade caracterizada pelo excesso de tecido adiposo está associada a comorbidades como diabetes mellitus tipo 2 (DMT2), hipertensão arterial, doenças cardiovasculares e alguns tipos de câncer. Para pacientes considerados obesos mórbidos (OBM) (IMC>40Kg/m²) a melhor opção terapêutica é a cirurgia de bypass gástrico em Y de Roux (RYGB). Estudos clínicos mostram que após esse procedimento os indivíduos OBM com DMT2 melhoram seu estado. Uma explicação para esse fenômeno é a mudança anatômica que ocorre no trato gastrintestinal, alterando assim a produção das incretinas, GIP e GLP-1, que promovem a liberação de insulina. Essas incretinas são liberadas pela mucosa do intestino delgado na forma de próhormônios e necessitam da ativação feita pela enzima PC 1/3. Carboidratos e ácidos graxos estimulam sua liberação. Após exercerem sua ação são inativadas pela enzima DPP-IV. Logo o objetivo desse trabalho foi a quantificação de mRNA de pró-glucagon, GIP, PC1/3 e DPP-IV em jejuno proximal de OBM DMT2 e não diabetes mellitus tipo 2 (NDM2) , bem como avaliar o efeito, in vitro, de ácidos graxos monoinsaturados cis, trans e glicose sobre esse tecido. O jejuno foi obtido de indivíduos OBM submetidos RYGB. Para a quantificação basal do mRNA dos genes de interesse, o tecido (n=25) retirado na cirurgia foi diretamente imerso em TRIzol para a extração do RNA total. O mRNA foi quantificado pela reação em cadeia da polimerase (qRTPCR). Para avaliar o efeito dos ácidos graxos in vitro, o jejuno (n=5) foi fatiado (400 µm) e incubado em meio DMEM suplementado com 50 µM de acido oléico, elaidico, vaccênico ou 11 mM de glicose por 4 horas a 37°C em atmosfera de 5% de CO2 Entre OBM DMT2 e NDM2 não houve diferença estatística na expressão do mRNA de GIP, GLP-1 e DPP-IV, apenas observamos que indivíduos NDM2 tem tendência a uma maior expressão do mRNA de PC1/3 (p=0,065). No entanto, alguns pacientes não expressaram mRNA de PC1/3. A expressão dos genes estudados foi heterogênea, permitindo a divisão dos pacientes em alta e baixa expressão de GIP, sendo este utilizado como gene calibrador. Constatamos que a expressão de mRNA dos demais genes acompanham o perfil de expressão de GIP. Os testes in vitro revelaram que o ácido oléico diminuiu a expressão do mRNA de DPP-IV; o ácido vaccênico, aumentou significante a expressão do mRNA de próglucagon; e o ácido elaídico, não modulou a expressão dos genes estudados nesse trabalho. O tratamento com alta concentração de glicose aumentou o mRNA da enzimas PC1/3 e DPP-IV. Em conclusão, OBM NDM2 e DMT2 apresentaram expressão heterogênea desses genes não permitindo verificar diferença significativa entre os grupos. Alguns pacientes não expressaram o mRNA da PC1/3, e NDM2 transcreveram maior quantidade de mRNA desta enzima. Sugerimos que no jejuno proximal, os ácidos oleico e vaccênico da dieta, agem diretamente sobre as células e modulam os níveis das incretinas, diminuindo a expressão do mRNA da DPP-IV e aumentando o pró-glucagon, respectivamente. A glicose em altas concentrações estimula a transcrição das enzimas envolvidas na síntese e degradação das incretinas, podendo interferir na homeostase do metabolismo da glicose. Nossa pesquisa revela que a região do intestino que receberá diretamente o alimento após a cirurgia, pode ser modulada por este, principalmente se apresentar lipídeos e carboidratos na sua constituição. Maior atenção deve ser dada a estes pacientes do ponto de vista nutricional.

The obesity characterized by excess of adipose tissue is associated with comorbidities such as type 2 diabetes mellitus (T2DM), hypertension, cardiovascular disease and some types of cancer. For patients considered morbidly obese (OBM) (BMI> 40Kg/m²) the best therapeutic option is Roux- en- Y gastric bypass (RYGB). Clinical studies show that after this procedure, individuals with OBM T2DM improve this state. One explanation for this phenomenon is the anatomical change that occurs in the gastrointestinal tract, thereby altering the production of incretins, GIP and GLP-1, those promote the release of insulin. These incretins are released in the prohormones form by mucosa of small intestine and require the activation by the enzyme PC 1/3. Carbohydrates and fatty acids stimulate its release. After act they are inactivated by enzyme DPP-IV. Once the objective of this study was to quantify the mRNA of proglucagon, GIP, PC1/3 and DPP-IV in the proximal jejunum of OBM without type 2 diabetes mellitus (NDM2) and with T2DM and to evaluate the effect in vitro of fatty acids cis and trans monounsaturated and high glucose on this tissue. The jejunum was obtained from individuals OBM undergo RYGB. For the quantification of basal mRNA of these genes, the tissue removed at surgery was directly immersed in TRIzol for extraction of total RNA. The mRNA expression was quantified by polymerase chain reaction (qRT-PCR). To evaluate the effect of fatty acids in vitro, the jejunum was sliced (400 µm) and incubated in DMEM supplemented with 50 µM of oleic, elaidic, vaccênic acid or 11 mM of glucose for 4 hours at 37°C in an atmosphere of 5% CO2. Between OBM T2DM and NDM2 no statistical difference was observed in the expression of mRNA of GIP, GLP-1 and DPP-IV, only NDM2 tend to have greater expression of mRNA of PC1/3 (p=0.065). Furthermore, some patients did not express mRNA of PC1/3. The expression of genes studied was heterogeneous, allowing the division of patients into high and low expression of GIP, which was used as a calibrator gene. So, we found that the expression of mRNA of other genes accompany this profile. The in vitro tests showed that oleic acid decreased the DPP-IV mRNA expression, the vaccenic acid, significantly increased the proglucagon mRNA expression and elaidic acid not modulated the expression of genes studied in this work. Treatment with high concentration of glucose increased the mRNA of enzymes PC1/3 and DPP-IV. In conclusion, OBM NDM2 and T2DM showed heterogeneous expression of these genes consequently did not permit verifying significant differences between groups. Some patients do not express the mRNA of PC1/3 and NDM2 transcribe major amount of mRNA of this enzyme. We suggest that in the proximal jejunum, the oleic and vaccenic acid of diet, act directly on cells and modulate incretins levels, reducing the expression of DPP-IV mRNA and increasing the proglucagon, respectively. Glucose at high concentrations stimulates the transcription of enzymes involved in synthesis and degradation of incretins and may interfere with the homeostasis of glucose metabolism. Our research shows that this intestine region that directly receives the food after the surgery, can be modulated by foods that contains especially fat and carbohydrate. Greater attention should be given to these patients about nutritional view.