Adipocita e Flogosi: Ruolo di Adipochine e Vitamina D

L’obesità è una condizione caratterizzata da infiammazione cronica del tessuto adiposo (TA), che si associa ad aumentato rischio non solo metabolico ma anche neoplastico, con prognosi peggiorative. È stato ipotizzato un ruolo del TA nel crosstalk con le cellule del sistema immunitario e quindi della patogenesi dello stato infiammatorio subclinico correlato all’obesità. In questa tesi si è voluto indagare la modulazione della flogosi in diverse condizioni sperimentali. Nel modello sperimentale di cellule murine 3T3-L1, stimolate con lipopolisaccaride (LPS) a diversi dosaggi e tempi, sono state indagate le espressioni di diverse adipochine, sia come mRNA da lisato cellulare, che come proteine secrete nel surnatante, osservando un aumento di espressione di citochine infiammatorie (IL-6, TNF-α, CCL3, CCL4, CXCL12) e riduzione di proteina antinfiammatoria (IL-10). È stato quindi valutato il ruolo del calcitriolo (1,25[OH]2D3) nella fisiologia e patofisiologia dell’adipocita, ed in particolare nella modulazione della flogosi del TA stesso. Si sono perciò indagati gli effetti trascrizionali e morfologici sia di 1,25[OH]2D3 che del precursore colecalciferolo (D3) su adipociti 3T3-L1, SGBS, ottenuti da colture primarie o isolati a fresco, in relazione alle stimolazioni con LPS in diverse [Ca2+]e. L’adipocita presentava enzimi atti al metabolismo della vitamina D3, CYP27A1 e CYP27B1. La stimolazione con D3 ha mostrato andamento simile a quella con 1,25[OH]2D3, ossia antinfiammatorio, con riduzione di IL-6, TNF-α ed aumento di IL-10. D3 e 1,25[OH]2D3 infatti, erano in grado di aumentare area e diametro degli adipociti con riduzione di densità ottica (optical density = OD), effetti opposti al trattamento con LPS. Tali azioni di D3 e 1,25[OH]2D3 nell’adipocita sembrano accentuati in presenza di aumentate [Ca2+]e. Sono state quindi analizzate le caratteristiche infiammatorie del TA peritumorale (PAT), in pazienti affetti da cancro al colon retto (CCR). Utilizzando campioni bioptici di TA è stato studiato il livello di infiammazione e infiltrazione macrofagica in PAT, TA viscerale (VAT) e sottocutaneo (SAT). Le indagini istopatologiche hanno evidenziato che gli adipociti del PAT abbiano dimensioni più ridotte rispetto a quelli di VAT e SAT. Inoltre PAT ha rivelato una prevalente infiltrazione di macrofagi M2, mentre in VAT e SAT i macrofagi infiltrati mostrano caratteristiche M1. Il PAT presenta altresì una maggiore espressione di adiponectina, paragonata con SAT e VAT. In conclusione nella loro globalità, questi dati dimostrano come la flogosi nel TA sia finemente regolata. Il TA è in grado di rispondere a diversi stimoli pro- ed anti-infiammatori, modulandone l’azione. Pertanto, soprattutto nell’ambito di alcune patologie (quali in cancro e la sindrome metabolica), cruciale sembra la possibilità di poter interferire con tali processi, allo scopo di ridurre la flogosi del TA, coinvolta nella loro patogenesi. Futuri studi dovranno proseguire nell’identificazione dei potenziali target utili per la modulazione della flogosi del TA.

Obesity is bound to a cronic, low-grade inflamed status of adipose tissue (AT), associated not only with a metabolic risk, but also neoplastic, leading to worse prognosis about a broad spectrum of pathologies. It was supposed a leading role for AT as regard crosstalk with immune cells and AT inflamed status. The aim of this study was to investigate the relationship between adipocytes and inflammation. From an experimental model based on 3T3-L1 cells, stimulated with lipopolysaccharide (LPS) in various times and doses, expressions of adipokines was examined, as regards both mRNA from cellular lysate, and secreted proteins in cellular medium (with ELISA). Modulations were observed with general augmented expressions of inflammatory citokines (IL-6, TNF-α, CCL3, CCL4, CXCL12), while there was a reduction in anti-inflammatory response (IL-10). The role of calcitriol (1,25[OH]2D3) was investigated in adipocyte’s physiology and pathophysiology, in relation to adipogenic and inflammatory functions. For this reasons, transcriptional and morphological effects were investigated, both of 1,25[OH]2D3 and of its parent compound colecalciferol (D3) on adipocytes differentiated from 3T3-L1, SGBS, primary cultures preadipocytes and fresh-isolated adipocytes. Also in conjunction with [Ca2+]e and LPS stimulations. Adipocytes showed enzymes for D3, such as CYP27A1 and CYP27B1. D3 treatment showed a similar antiinflammatory trend compared to 1,25[OH]2D3 one, with a reduction in IL-6, TNF-α and an increase in IL-10. As regards morphology, some changes were observed, about lipid droplets’ optical density (OD), area and diameter of adipocytes. D3 and 1,25[OH]2D3, indeed, increased adipocytes area and diameter, reducing OD. LPS showed opposite effects, while pretreatment with D3 and 1,25[OH]2D3 spared variations induced by LPS stimulation. These effects seem to be highlighted by the increase of [Ca2+]e, also in relation with LPS treatment. Using AT bioptic material, the differences in adipocytes’ morphology were studied, inflammatory status and macrophages’ infiltration among peritumoral AT (PAT), visceral AT distant from the tumor (VAT) and subcutaneous AT (SAT). Histopathological analyses revealed that PAT adipocytes were smaller then VAT and SAT adipocytes. Furthermore, the PAT was mainly infiltrated by M2-subtype macrophages, while the macrophages identified in other AT depots presented mainly M1-features. PAT also presented a higher expression of adiponectin, compared to SAT and VAT. In conclusion, these data showed the AT response capabilities to inflammation are strictly regulated. AT seems to be able to react both to inflammatory and anti-inflammatory stimulations. Therefore, AT alterations could involve pathological effects, alike cancer or metabolic syndrome. So, any possibility to interfere with these processes could be pivotal, reducing AT inflammation. Future studies may identify potential targets useful to modulate inflammation in AT.