NT-3 en alteraciones metabólicas

En la presente tesis se demuestra por primera vez que tanto NT3 como su receptor TrkC se expresan en el tejido adiposo (AT) visceral humano, y en distintos tejidos adiposos blancos (WAT) y pardos (BAT) de roedores. La expresión de NT3 es menor en adipocitos que en los vasos sanguíneos que irrigan el tejido. La expresión de TrkC en los adipocitos es semejante a la de adrenoceptores beta (AR-β3), principales moduladores metabólicos del AT, lo que sugiere un papel funcional para la vía NT3/TrkC en adipocitos. Cuando se diferenciaron adipocitos humanos en presencia de NT3, presentaban menor tamaño y mayor expresión de UCP-1 (marcador del tejido adiposo pardo, responsable de la termogénesis), lo que implica que NT3 favorece un proceso de “browning” vía activación de TrkC, ya que el proceso es inhibido por el antagonista K252a. Este proceso de browning implica aumento de la termogénesis y menor almacenamiento de grasas. La acción de NT3/TrkC sobre adipocitos humanos cultivados, se confirma en WAT y BAT de ratones manipulados genéticamente (NT3+/- o en los que se suprime la expresión endotelial de NT3, eNT3-). En ambos modelos, los adipocitos son de mayor tamaño y expresan UCP-1 en menor proporción lo que implica un proceso de “whitening” del BAT cuando la expresión de NT3 disminuye. Este proceso de “whitening” del AT pardo está estrechamente relacionado con la obesidad. Es interesante señalar que en ratones eNT3-, se observa una menor expresión de AR-β3 en tejido adiposo, lo que sugiere que la disminución en la liberación de NT3 por disfunción endotelial, pueda modificar la actividad β3 adrenérgica en dicho tejido. En ratas Zucker obesas (modelo de síndrome metabólico), se observó también una menor expresión de NT3 en WAT, y un cambio de perfil en la expresión proteica de NT3 en BAT, que concuerda con un proceso de “whitening”. Además, las ratas obesas presentan una disminución de AR-β3 en AT y en vasos. Estos cambios van acompañados de disfunción endotelial y menor actividad vasodilatadora del AR-β3. En conjunto, los resultados obtenidos sugieren que NT3, producida por los vasos que irrigan el AT, actúa sobre los receptores TrkC en adipocitos, modulando su diferenciación y la regulación adrenérgica β3 del tejido, por lo que esta vía podría estar involucrada en el síndrome metabólico. Analizamos la expresión de NT3, TrkC y AR-β en AT visceral humano, relacionando esta expresión con datos antropométricos y variables clínicas. En este tejido, la expresión de NT3 y AR-β3 disminuye con la edad, mientras que la expresión del receptor TrkC no cambia. Además, en pacientes obesos, NT3 y AR-β3 se correlacionan negativamente con la insulinemia y el HOMA-IR, por lo que una modulación farmacológica de esta vía podría ser interesante para controlar el riesgo cardiometabólico, que está muy condicionado por la edad, la resistencia a la insulina y las alteraciones del tejido adiposo.This doctoral thesis shows for the first time that neurotrophin-3 (NT3) and its main receptor, TrkC, are expressed in human visceral adipose tissue (AT), and in white and brown adipose tissue (WAT and BAT respectively) of rodents. NT3 expression is lower in adipocytes than in the vessels that irrigate the tissue. TrkC expression is similar to that of beta adrenoceptors 3 (β3-AR), one of the main metabolic modulators of AT, suggesting a functional role of NT3/TrkC pathway in adipocytes. Human adipocytes differentiated in the presence of NT3 were smaller in size and exhibited increased expression of uncoupling protein 1 (UCP-1, main marker of BAT, responsible of thermogenesis), suggesting that NT3 promotes browning through TrkC signaling. Conversely, this process was inhibited in the presence of the antagonist K252a. Browning results in an increase of thermogenesis and a decrease of fat storage. NT3/TrkC pathway in cultured human adipocytes was further confirmed in WAT and BAT of genetically engineered mice (NT3+/- and with endothelial suppression of NT3, eNT3-). In both models, adipocytes were larger in size and showed decreased expression of UCP-1, suggesting “whitening” of BAT. Whitening of BAT is closely linked to obesity. Interestingly, eNT3- mice showed decreased expression of β3-AR. This supports that endothelial disfunction may result in decreased production of NT3 and modify β3-AR activity in this tissue. In obese Zucker rats (a model of metabolic syndrome), an increased expression of NT3 in WAT, and a change in the protein expression profile of NT3 in BAT consistent with whitening was observed. Furthermore, obese rats exhibited decreased β3-AR in AT and vessels. These changes concur with endothelial disfunction and decreased β3-AR mediated vasodilatory response. To sum up, these findings suggest NT3 is produced by vessels that irrigate AT, that activate TrkC receptors in adipocytes, thereby modulating differentiation and β3-AR in this tissue. Hence, it may be involved in the metabolic syndrome. Expression of NT3, TrkC, β3-AR in human visceral AT was analyzed and compared with anthropometric data and clinical variables. In this tissue, expression of NT3, β3-AR decreased with age, whilst expression of TrkC receptor remained unchanged. Also, in obese patients, NT3 and β3-AR correlated negatively with insulinemia and HOMA-IR. Therefore, pharmacological modulation of this pathway may be of interest to control cardiometabolic risk, that its closely related to age, insulin resistance and disturbances of the adipose tissue