Polifenole z winogron zmniejszają angiogenezę w tkance tłuszczowej podczas przyrostu masy ciała w wyniku przekarmienia

Badanie opublikowane w Journal of Nutritional Biochemistry badało zmiany w ekspresji genów podczas epizodu przekarmienia. Wykazało ono, że suplementacja polifenoli z winogron u zdrowych szczupłych mężczyzn moduluje ekspresję genów związanych z angiogenezą tkanki tłuszczowej. Otyłość stała się istotnym problemem zdrowia publicznego na całym świecie ze względu na jej zdolność do indukowania poważnych patologii, w tym choroby sercowo-naczyniowej, cukrzycy typu drugiego, zespołu metabolicznego, niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby i niektórych nowotworów. Istnieje pilna potrzeba odkrycia nowych strategii zapobiegania otyłości. Nagromadzenie masy tłuszczowej w tkance tłuszczowej jest główną cechą charakterystyczną otyłości. Przekarmienie wywołuje pewne reakcje adaptacyjne w organizmie, które znacząco modulują ekspresję genów w tkance tłuszczowej, aby wspierać magazynowanie lipidów i przyrost masy ciała. Zrozumienie tych mechanizmów gromadzenia tłuszczu jest kluczowe dla identyfikacji nowych celów w walce z tym problemem. Większość badanych genów jest związana z metabolizmem i magazynowaniem lipidów, fosforylacją oksydacyjną, angiogenezą i przebudową macierzy zewnątrzkomórkowej w podskórnej tkance tłuszczowej. W obecnym badaniu naukowcy zbadali wpływ suplementacji polifenolami na profil ekspresji genów tkanki tłuszczowej u zdrowych szczupłych mężczyzn poddanych próbie przekarmienia. Polifenole to grupa bioaktywnych związków pochodzenia roślinnego o właściwościach antyoksydacyjnych, przeciwzapalnych i przeciwnowotworowych. Związki te znane są z korzystnego wpływu na choroby sercowo-naczyniowe i metaboliczne. Ponadto istnieją dowody sugerujące, że polifenole mogą mieć pozytywny wpływ na powikłania związane z otyłością. Badanie zostało przeprowadzone na 42 zdrowych, szczupłych mężczyznach uczestniczących w próbie przekarmiania. Podczas 31-dniowej próby przekarmiania, uczestnikom dostarczano ponad 50% ich całkowitego wydatku energetycznego. Nadmiar energii był dostarczany poprzez dodawanie bogatych w energię produktów spożywczych, takich jak napoje gazowane, chleb czekoladowy, batony czekoladowe i chipsy, pomiędzy ich zwykłymi posiłkami. Uczestnicy zostali podzieleni na dwie grupy. Grupa interwencyjna była suplementowana 2 gm dziennie polifenoli z winogron. Grupa kontrolna była suplementowana kapsułkami placebo. Próbki biopsji podskórnej tkanki tłuszczowej zostały pobrane od uczestników i poddane analizie sekwencjonowania kwasu rybonukleinowego (RNA) w celu określenia profili ekspresji genów. Wyniki sekwencjonowania RNA ujawniły, że przekarmienie spowodowało zróżnicowaną ekspresję 352 genów u uczestników suplementowanych polifenolem. Spośród tych genów 118 uległo downregulacji, a 234 - upregulacji. Analiza funkcjonalna tych genów ujawniła najwyższy związek z metabolizmem lipidów, a następnie termogenezą, transportem mitochondrialnym, oddychaniem tlenowym, angiogenezą, różnicowaniem komórek tłuszczowych, zapaleniem i odpowiedzią hipoksyjną. Sekwencjonowanie RNA próbek pobranych od uczestników suplementowanych placebo zidentyfikowało 163 różnie wyrażone geny związane z przekarmieniem. Spośród tych genów 46 uległo downregulacji, a 117 upregulacji. Analiza funkcjonalna ujawniła, że geny te są związane z metabolizmem lipidów, angiogenezą, macierzą zewnątrzkomórkową, odpowiedzią na insulinę i fosforylacją oksydacyjną. W obu grupach interwencyjnych i kontrolnych zidentyfikowano 74 geny, które miały podobną modulację w wyniku przekarmienia. Geny te były związane z metabolizmem lipidów, cholesterolu i organofosforanów. Analiza różnie wyrażonych genów związanych z przekarmieniem w obu grupach ujawniła przeciwny wzór regulacji ekspresji genów pomiędzy grupami. 812 genów było różnie regulowanych pomiędzy grupami w odpowiedzi na przekarmienie. Spośród tych genów 41 genów związanych z angiogenezą wykazywało zmniejszony profil ekspresji w grupie suplementowanej polifenolem. Zmniejszona angiogeneza w grupie suplementowanej polifenolem została dodatkowo potwierdzona przez wyniki immunohistochemii, które wykazały zmniejszoną ekspresję markera komórek śródbłonka w tej grupie. Eksperyment in vitro z komórkami śródbłonka ludzkiej żyły pępkowej został przeprowadzony w celu określenia wpływu kilku polifenoli na migrację komórek śródbłonka. Wyniki wykazały, że dwa polifenole, kwercetyna i izorhamnetyna, znacząco hamowały migrację komórek śródbłonka. Natomiast kwas 3-hydroksyfenylooctowy okazał się zwiększać migrację. Badanie ujawnia, że suplementacja polifenolami nie zmienia ekspresji genów związanych z metabolizmem lipidów w odpowiedzi na przekarmienie. Jednakże polifenole zmniejszają angiogenezę w tkance tłuszczowej, potencjalnie zapobiegając ekspansji tkanki tłuszczowej podczas przyrostu masy ciała wywołanego przekarmieniem.

Komórki mieloidalne mogą być siedliskiem HIV u osób stosujących terapię antyretrowirusową

Podzbiór białych krwinek, znanych jako komórki szpikowe, może być siedliskiem wirusa HIV u osób, które przez lata były pozbawione wirusa podczas terapii antyretrowirusowej, zgodnie z wynikami małego badania wspieranego przez National Institutes of Health. W badaniu naukowcy wykorzystali nową metodę ilościową, aby wykazać, że HIV w określonych komórkach szpikowych - krótko żyjących monocytach i dłużej żyjących makrofagach pochodzących z monocytów - może być reaktywowany i infekować nowe komórki. Odkrycia opublikowane w Nature Microbiology sugerują, że komórki mieloidalne przyczyniają się do długotrwałego rezerwuaru wirusa HIV, co czyni je ważnym, ale pomijanym celem w wysiłkach zmierzających do wyeliminowania HIV. Badanie prowadzone przez Veenhuisa i współpracowników z Johns Hopkins University School of Medicine było wspierane przez National Institute of Mental Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases oraz National Institute on Drug Abuse, wszystkie będące częścią NIH. Leki antyretrowirusowe są skuteczne w leczeniu HIV, ponieważ uniemożliwiają wirusowi infekowanie nowych komórek i namnażanie się. Jednak HIV może nadal istnieć w komórkach, które są w stanie spoczynku lub latentnym, tworząc rezerwuar HIV. Komórki CD4 T, rodzaj białych krwinek, są najlepiej zbadanym rezerwuarem HIV. Identyfikacja rezerwuaru wirusa HIV ma kluczowe znaczenie dla wysiłków zmierzających do wyleczenia, ponieważ utajony wirus HIV może zostać reaktywowany, jeśli ludzie przestaną przyjmować leki antyretrowirusowe. Monocyty to komórki odpornościowe, które krążą we krwi przez około 3 dni, po czym wędrują do tkanek w różnych częściach ciała, w tym do mózgu, gdzie mogą dojrzewać do makrofagów. Do tej pory nie było jasne, czy latentny HIV w tych komórkach może się ponownie uaktywnić i zainfekować inne komórki. "To, co jest naprawdę ważne w dłuższej perspektywie, to zrozumienie, jak monocyty przyczyniają się do rezerwuaru makrofagów tkankowych", wyjaśniła Janice Clements, Ph.D., starsza autorka badania i profesor patobiologii molekularnej i porównawczej w Johns Hopkins University School of Medicine. "Jeśli monocyty mogą przenosić wirusy do mózgu, lub płuc, lub innej części ciała i infekować makrofagi rezydentne, które są samoodnawiające się i żyją prawie w nieskończoność, to jest to prawdziwy problem". W badaniu Veenhuis, Clements i współpracownicy najpierw zmierzyli DNA HIV w komórkach mieloidalnych w próbce 30 uczestników z HIV, z których wszyscy byli pozbawieni wirusa i byli na terapii antyretrowirusowej przez co najmniej 5 lat. Stwierdzili oni wykrywalne poziomy materiału genetycznego HIV w monocytach i makrofagach, choć poziomy te były znacznie niższe niż obserwowane w komórkach CD4 T. U niektórych uczestników materiał genetyczny HIV znaleziony w monocytach był nienaruszony, co sugeruje, że może być zdolny do infekowania innych komórek w przypadku reaktywacji. Następnie wykorzystali opracowaną przez siebie nową metodę ilościową do bezpośredniego pomiaru rozprzestrzeniania się wirusa z HIV znajdującego się w komórkach mieloidalnych. Badacze wyizolowali monocyty z próbek krwi pobranych od 10 uczestników i pielęgnowali monocyty w kulturach zawierających leki antyretrowirusowe, aby odtworzyć podstawowy stan fizyczny uczestników. Po tym jak monocyty zróżnicowały się w makrofagi, badacze wprowadzili środek aktywujący układ odpornościowy, a następnie dodali świeże białe krwinki, aby umożliwić rozprzestrzenianie się wirusa do nowych komórek. Badacze pobierali próbki z hodowli komórkowych kilka razy w ciągu kolejnych 12 dni. Włączyli punkty kontrolne w całym procesie, aby upewnić się, że zainfekowane komórki CD4 T nie zakłóciły ich pomiarów. Wyniki wykazały, że kultury od pięciu z 10 uczestników miały wykrywalny materiał genetyczny HIV w makrofagach pochodzących z monocytów, które mogły być reaktywowane do infekowania innych komórek i produkcji większej ilości wirusa. Uczestnicy, którzy mieli te reaktywowalne rezerwuary HIV w makrofagach pochodzących z monocytów, mieli wyższe ogólne poziomy materiału DNA HIV. Dane uzupełniające od trzech uczestników wykazały, że ten rezerwuar może być długotrwały, przechowując latentny HIV przez miesiące do kilku lat. Te rezerwuary były stabilne i mogły być reaktywowane w czasie, wskazując, że makrofagi pochodzące z monocytów mogą przyczynić się do odbicia wirusowego, jeśli leczenie antyretrowirusowe zostanie przerwane. Naukowcy zauważają, że to badanie jest małe i większe badania z bardziej zróżnicowanymi pulami uczestników będą niezbędne do dokładnego oszacowania odsetka osób, które mają utajony HIV w komórkach mieloidalnych. Zbadanie mechanizmów, które uzupełniają rezerwuar monocytów w czasie, jest krytycznym kolejnym krokiem w tych badaniach. "Te odkrycia podkreślają znaczenie poszerzenia zakresu wysiłków na rzecz wyleczenia HIV", powiedział Joshua A. Gordon, M.D., Ph.D., dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego. "Odejście od wyłącznego skupienia się na komórkach T CD4 do myślenia o komórkach T CD 4 i komórkach mieloidalnych razem, w kontekście, będzie napędzać pole w kierunku bardziej obiecujących strategii eliminacji HIV".