Effects of yerba mate (Ilex paraguariensis) in adipogenesis and insulin signaling

Orientador: Marcelo Lima RibeiroTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A obesidade e considerada um problema de saúde publica, principalmente pelo fato desta estar associada com diversas patologias como a resistência a insulina (RI). Atualmente, diversas estratégias são utilizadas visando a redução de peso corporal, dentre estas se destaca o uso de produtos de origem vegetal, incluindo a Ilex paraguariensis, cujo nome comum e erva-mate. Muitos trabalhos mostram que os compostos detectados na erva-mate possuem diferentes funções biológicas, tais como: ação antioxidante, antiinflamatória, imunomodulatoria, anticancerígena, modificação do metabolismo de colesterol, entre outros. Muito embora diversos estudos destaquem as funções biológicas da erva-mate, pouco se sabe sobre sua capacidade de modulação na expressão de genes relacionados a obesidade, e seu efeito na via de sinalização da insulina. Deste modo o presente estudo teve como objetivo avaliar a ação do extrato aquoso de erva-mate tostado no processo de adipogênese e sua ação nos mecanismos de sinalização da insulina. Os dados do presente trabalho mostram que a erva-mate na concentração de 1,0g/kg em animais submetidos a dieta hiperlipídica aumentou a expressão de diferentes genes responsáveis pela ativação da AKT, reduziu a translocação nuclear de NF-kB e FOXO1, reduziu a expressão PEPCK e G6Pase ligados ao processo de gliconeogênese no tecido hepático. Os efeitos da erva-mate na sinalização da insulina foram ratificados, por analise protéica de IRS-1, IRS-2 e AKT, redução na resistência a insulina observada pelo teste do KITT e redução da glicemia basal. O presente trabalho demonstra ainda em cultura celular de 3T3-L1 que a erva-mate e alguns de seus principais compostos bioativos (ácido clorogênico, rutina e quercetina), possuem ação mais expressiva na etapa de diferenciação do adipócito e atuam modulando distintos genes relacionados ao processo de diferenciação do adipócitos. O trabalho ainda sugere que a erva-mate possa atuar in vitro e ex vivo de maneira mais expressiva na redução da adipogênese através da via WNT, visto pelo aumento da expressão de diferentes genes relacionados com essa via. O resultado final da ativação desta via e a repressão significativa de PPARy2 e C/EBP'alfa', principais fatores de transcrição necessários para que ocorra a etapa final do processo de diferenciação dos adipócitos, contribuindo assim para elucidar a redução do peso corpóreo e da gordura epididimal observada nos animais submetidos a dieta hiperlipídica tratados com erva-mate durante 60 dias, que por sua vez reduz a produção de citocinas, em especial o TNF-'alfa', contribuindo parcialmente para a melhora do quadro de sinalização a insulina observado apos intervençãoAbstract: Obesity is a problem of public health, mainly because it is associated with many conditions such especially insulin resistance (IR). Currently, several strategies have been used in order to reduce the total body weight, among these there is a growing evidence supporting the use of products of plant origin, including the Ilex paraguariensis, whose common name is yerba mate. Various studies have shown that the compounds found in yerba mate has several biological functions, such as antioxidant, anti-inflammatory, immunomodulatory, anticancer, modification of cholesterol metabolism and others. Although several studies highlight the biological functions of yerba mate, there are lack of evidence providing their ability to modulate expression of genes related to obesity and its effect on the insulin signaling pathway. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of yerba mate in gene expression that regulate adipogenesis and insulin signaling pathway. Our data showed yerba mate (1,0 g/kg) in animals subjected to high fat diet, increased different gene expression responsible for the activation of the AKT, reduction of FOXO1 and NF-kB nuclear translocation, reduction gene expression of PEPCK and G6Pase involved in gluconeogenesis process in liver. The effects of yerba mate in insulin signaling was confirmed by IRS-1, IRS-2 and AKT protein analysis, reduction in insulin test tolerance by KITT and reduction in glucose. Our data also showed in 3T3-L1 cell culture that yerba mate and some of its major bioactive compounds (chlorogenic acid, rutin and quercetin), act in an early stage of adipocyte differentiation and modulate different gene expression that regulate adipogenesis. Additionally, yerba mate can act in vitro and ex vivo in WNT pathway, seen by the increased expression of different genes in this pathway resulting in a significant repression of C/EBP'alfa' and PPARy2, the most important transcription factors essencial for the occurrence of adipocyte differentiation. This findings collaborate to elucidate the reduction of body weight and epididymal fat observed in animals subjected to high fat diet treated with yerba mate for 60 days, which reduces the production of cytokines, particularly TNF-'alfa', contributing partially to the improvement in insulin signaling observed after interventionDoutoradoGenetica Animal e EvoluçãoDoutor em Genetica e Biologia Molecula