Rol de las quinasas dependientes de ciclina de la transición de fase G1/S en el browning del tejido adiposo blanco

Abstract

El browning del tejido adiposo es la aparición de adipocitos termogénicos (beige) en los depósitos de tejido adiposo blanco ante la estimulación de las vías adrenérgicas. Los adipocitos beige pueden generarse durante el browning por adipogénesis a partir de precursores o por transdiferenciación de los adipocitos blancos maduros. Se ha observado que la estimulación del browning aumenta el gasto energético ocasionando resistencia al desarrollo de obesidad y también mejora parámetros metabólicos desregulados en esta enfermedad tales como, la tolerancia a la glucosa, la dislipidemia y la insulinosensibilidad. Por otro lado, en los últimos años se han descripto roles de las proteínas reguladoras del ciclo celular (ciclinas, quinasas dependientes de ciclinas [CDKs] y sus inhibidores) en el metabolismo y el tejido adiposo. En particular para CDK4 y CDK6 en el tejido adiposo se describieron acciones en la adipogénesis y en la funcionalidad adipocitaria, pero su participación en el browning no se había evaluado. En el primer capítulo de esta tesis mostramos que CDK4/6 están implicadas en la generación de adipocitos beige por adipogénesis de novo. De acuerdo con esto, cuando inhibimos su actividad in vitro en células precursoras adipocitarias (CPAs) encontramos una disminución en la expresión de marcadores selectivos del linaje beige tanto en las CPAs (Cd137, Tbx1, Ebf2), como en los adipocitos generados al diferenciarse (Ucp1, Pgc1a, Prdm16, Cox8b) indicando una menor capacidad termogénica basal de los mismos. Además, encontramos que parte de su rol en la adipogénesis beige podría estar mediado en parte por una acción sobre el factor de transcripción PPARγ en estadios tempranos de la diferenciación, ya que las CPAs tratadas con el inhibidor mostraron una menor expresión de este factor a d0 y d4 post-diferenciación. En el segundo capítulo observamos que CDK4/6 son importantes para el mantenimiento de la funcionalidad termogénica de los adipocitos y por lo tanto estarían implicadas en transdiferenciación de adipocitos blanco a beige. En este sentido, su inhibición en adipocitos beige diferenciados in vitro disminuyó la expresión de marcadores termogénicos y mitocondriales. Además, el cultivo ex vivo de adipocitos de tejido con el inhibidor redujo la expresión de Ucp1. Finalmente, en el tercer capítulo demostramos que CDK4/6 son importantes en la termogénesis de los depósitos de tejido adiposo blanco in vivo, donde resultaron necesarias para el mantenimiento de la termogénesis basal y para la inducción del browning por frío. De acuerdo con esto, nuestros resultados mostraron que la inhibición de CDK4/6 en ratones induce una disminución en la expresión de marcadores termogénicos en el tejido a temperatura ambiente (basal) e inhibe su estimulación por frío (browning) a nivel génico y proteico. Además, encontramos que el tratamiento con el inhibidor disminuye el pool de CPAs beige en la FEV de los depósitos blancos, indicando que estas quinasas son importantes en la determinación de los precursores hacia el linaje beige. En línea con esto hallamos que las FEVs provenientes de animales tratados in vivo con el inhibidor se diferencian a adipocitos con menor capacidad termogénica basal y estimulada in vitro. En conjunto, nuestro trabajo demuestra la participación de CDK4/6 en la regulación de la termogénesis mediada por Ucp1 en los depósitos de tejido adiposo blanco, y sugiere un rol de estas quinasas en la biogénesis de adipocitos beige por adipogénesis y transdiferenciación.