Effetti di un nuovo inibitore dell'α-chetoglutarato deidrogenasi nel tessuto adiposo di animali esposti a dieta ipercalorica: ruolo della modulazione epigenetica?

INTRODUCTION Nowadays obesity is one of the major public health concerns, so much so that it is no longer considered only a predisposing factor for metabolic dysfunctions, but a pathology itself. A high calorie diet can be the primary cause or one of the factors which brings to this condition of overweight and the consequent accumulation of fat. Several studies have shown how an epigenetic modulation of WAT (White Adipose Tissue) can act on the pathophysiology of the tissue by increasing the consumption of fat, thus leading to the phenomenon of browning: the development of beige adipocytes with thermogenic activity as a result of exposure to low temperatures. [1] PURPOSE OF THE THESIS In the present thesis project a protocol of total protein extraction of adipose tissue was developed with the aim of evaluating the efficacy of an inhibitor of α-ketoglutarate dehydrogenase, the (S) -2 - [( 2,6-dichlorobenzoyl) amino] succinic acid (AA6), synthesized in the laboratory of prof. Bertinaria, on the epigenetic mechanisms that regulate glycemic homeostasis. The study involves exposure to a high fat diet (HFD). The animal model consists of 4 different groups of mice divided into control mice (n = 6) treated with the standard diet, HFD mice subjected to fat regimen (n = 6), control mice treated by the fifth week with the drug (control + AA6) (n = 3) and HFD mice subjected to pharmacological treatment (HFD + AA6) (n = 6). DISCUSSION OF RESULTS To assess the impact of a HFD on the adipose tissue, the variations in body weight and weight of the individual types of fatty tissue (mesenteric, epididymal, inguinal) were analyzed. HFD mice showed a significant increase in weight compared to control mice, an increase that significantly decreased following treatment with AA6. The weight of the individual adipose tissues also follows the same trend, even if it does not have a marked statistical significance. Then the levels of triglycerides and plasma cholesterol have been analyzed; they increased significantly in the HFD regimen, without particularly reduction with the drug. The effects of AA6 on local mitochondrial activity have also been investigated, showing beneficial effects due to improvement in the levels of PGC1α, mtTFA and NRF1. In general, on the basis of the statistical evaluations carried out, we can state that mitochondrial activity, drastically reduced under HFD, increased significantly with the pharmacological treatment with AA6. CONCLUSION On the basis of the results obtained, the role that adipose tissue plays in regulating glycemic homeostasis at both the systemic and organ levels has been demonstrated. Further studies are needed to better elucidate the potential epigenetic mechanisms exploited by the AA6 drug at adipose tissue level, with the prospect of evaluating browning as a new approach to the treatment of obesity and of the related pathological conditions.

INTRODUZIONE Al giorno d'oggi l'obesità è una delle maggiori preoccupazioni per la salute pubblica, tanto da non essere più considerata solo un fattore predisponente disfunzioni metaboliche, ma una patologia lei stessa. Un regime alimentare ipercalorico può essere causa primaria o concausa dell'insorgenza di questa condizione di sovrappeso e di un conseguente accumulo di adipe. Diversi studi hanno dimostrato come una modulazione epigenetica del WAT (White Adipose Tissue) possa intervenire sulla fisiopatologia del tessuto incrementando il consumo di grassi fino a portare al fenomeno del browning, ovvero allo sviluppo di adipociti beige dotati di attività termogenica in seguito all'esposizione a basse temperature. [1] SCOPO DELLA TESI Nel presente progetto di tesi è stato messo a punto un protocollo di estrazione proteica totale del tessuto adiposo con lo scopo di andare a valutare l'efficacia di un inibitore dell'α-chetoglutarato deidrogenasi, l'acido (S)-2-[(2,6diclorobenzoil) ammino] succinico (AA6), sintetizzato nel laboratorio del prof. Bertinaria, sui meccanismi epigenetici che regolano l'omeostasi glicemica. Lo studio prevede un'esposizione ad una dieta ricca in grassi (HFD). Il modello animale si compone di 4 diversi gruppi di topi suddivisi in topi controllo (n=6) al quale è stata somministrata la dieta standard, topi HFD sottoposti a regime di dieta grassa (n=6), topi controllo trattati dalla quinta settimana con il farmaco (controllo+AA6) (n=3) e topi HFD sottoposti a trattamento farmacologico (HFD+AA6) (n=6). DISCUSSIONE DEI RISULTATI Per valutare l'impatto di un regime alimentare ricco di grassi sul tessuto adiposo si sono analizzate le variazioni in termini di peso corporeo, nonché di peso dei singoli tipi di tessuto adiposo prelevati, ovvero mesenterico, epididimale, inguinale. I topi HFD hanno evidenziato un aumento significativo nel peso rispetto ai topi controllo, aumento che si riduce significativamente in seguito al trattamento con AA6. Anche il peso dei singoli tessuti adiposi segue lo stesso andamento, pur non avendo una marcata significatività statistica. Si sono dunque valutati i livelli di trigliceridi e colesterolo plasmatici che sono aumentati in maniera significativa nel regime HFD, senza attenuarsi particolarmente con il farmaco. Importanti considerazioni sono state fatte sull'attività mitocondriale, in particolare sui livelli di PGC1α, mtTFA e NRF1. In generale sulla base delle valutazioni statistiche effettuate, possiamo affermare che l'attività mitocondriale, drasticamente ridotta in regime HFD, aumenta invece in maniera significativa con il trattamento farmacologico con AA6. CONCLUSIONE Sulla base dei risultati ottenuti è stato dimostrato il ruolo che il tessuto adiposo riveste nella regolazione dell'omeostasi glicemica sia a livello sistemico che d'organo. Ulteriori esperimenti sono necessari per meglio caratterizzare i potenziali meccanismi epigenetici di AA6 e le loro conseguenze sulla funzionalità adiposa, allo scopo di poter valutare il browning come un nuovo approccio al trattamento dell'obesità e delle condizioni patologiche ad essa correlate.