Cambios en el perfil proteómico de preadipocitos con diferentes condiciones metabólicas / Changes in the proteomic pro/ile of preadipocytes with different metabolic status

Resumen Introducción y objetivos: El tejido adiposo subcutáneo se considera un depósito con un papel protector desde un punto de vista metabólico. El exceso de tejido adiposo desencadena en obesidad, la cual, está acompañada típicamente por resistencia a insulina, dislipidemia, e hipertensión arterial. No obstante, se conoce que existe un subgrupo de obesos que parecen estar protegidos de dichas complicaciones. Estos individuos son definidos como obesos sanos metabólicamente. A pesar de los avances en el conocimiento de las alteraciones que suceden en el tejido adiposo en obesidad, aún se desconocen los mecanismos que subyacen en el desarrollo de resistencia a insulina. Por lo tanto, en este trabajo, se estudió la asociación entre obesidad y desarrollo de enfermedad metabólica identificando factores y procesos que determinan la transición desde el fenotipo obeso sano y no sano, empleando preadipocitos provenientes de tejido adiposo subcutáneo. Metodología: Se emplearon datos de un estudio de proteómica comparada de preadipocitos de tejido subcutáneo obtenidos de pacientes obesos normoglucémicos no resistentes a insulina y de pacientes obesos con diabetes mellitus de tipo 2. El estudio proteómico, se llevó a cabo utilizando la técnica de iTRAQ combinada con LC-MSMS. Resultados y conclusiones: Las diferencias entre preadipocitos de tejido adiposo subcutáneo en sujetos normoglucémicos y con diabetes, afectan sobre todo a proteínas citosólicas y, en particular, a proteínas relacionadas con procesos metabólicos mientras que, las membranales no cambian entre fenotipos obesos. En el estudio se identificaron importantes diferencias en el perfil proteómico de los preadipocitos de tejido adiposo subcutáneo en obesidad, tanto en sujetos normoglucémicos como diabéticos, apoyando la importancia de estas células en el mantenimiento de la identidad del depósito graso. También se encontró que, la transición desde el fenotipo obeso sano hacia el no sano conlleva un mayor desarrollo de estrés oxidativo e inflamación en las células precursoras adipocitarias.

Abstract Introduction and objectives: The subcutaneous adipose tissue is considered as a depot with a protective role from a metabolic point of view. An excess of adipose tissue is triggered in obesity, which is accompanied by insulin resistance, dyslipidemia and arterial hypertension. However, it is known that, there is a subgroup of obese people who seem to be protected from obese complications. These individuals are defined as metabolically healthy obese. Despite the advances in the knowledge of the alterations that occur in adipose tissue during obesity, the mechanisms underlying the development of insulin resistance are still unknown. Therefore, in this work, we studied the association between obesity and the development of metabolic disease, we identified factors and processes that determined the transition of healthy and unhealthy obesity phenotype, using preadipocytes from subcutaneous adipose tissue. Methods: Data obtained from a comparative proteomics study of subcutaneous adipose tissue preadipocytes from normoglycemic obese patients-not resistant to insulin and from obese patients with type 2 diabetes mellitus were used. The proteomic study was carried out using the iTRAQ combined with LC -MSMS. Results and conclusions: The differences between pre-adipocytes of subcutaneous adipose tissue in normoglycemic subjects and with diabetes affect mainly cytosolic proteins and, in particular, proteins related to metabolic processes while, membrane proteins do not change between obese phenotypes. In this study, we identified significant differences in the proteomic profile of preadipocytes from subcutaneous adipose tissue in obesity in both, normoglycemic and diabetic subjects, supporting the importance of these cells in the maintenance of the fat depot identity. We also found that, the transition from unhealthy to healthy phenotype in obesity, leads to further development of oxidative stress and inflammation in adipocyte precursor cells.

El adipocito en el laboratorio: historia, perspectivas y reporte de experiencia / The adipocyte in the laboratory: history, perspectives and report of experience

Introducción: el tejido adiposo humano está compuesto por diferentes tipos celulares, y ha sido objeto de múltiples estudios en los últimos años debido a su acción en diversas funciones. Métodos: se realizó una búsqueda bilbiográfica en PubMed, Scielo, Science Direct and Google Scholars y se reporta la experiencia de los autores. Resultados: los primeros modelos de estudio fueron con tejido de roedores, y permitieron la comprensión del metabolismo de carbohidratos y ácidos grasos y facilitaron el estudio de la biología del adipocito, junto a estudios histológicos y el aislamiento de adipocitos maduros. Posteriormente se realizaron estudios con células precursoras (preadipocitos) que propiciaron el aislamiento de la línea celular 3T3-1L murina. En Latinoamérica, se han realizado diversos estudios con líneas celulares y con células madre mesenquimales precursoras de adipocitos para estudiar el efecto de hormonas y otras sustancias y para genotipificación. En Colombia se han realizado estudios con adipocitos 3T3-L1 para determinar los efectos de medicamentos y sustancias en estas células. En el laboratorio de Fisiología Celular de la Universidad Tecnológica de Pereira el proceso de obtención de muestras ha evidenciado dificultades por tratarse de tejido humano, pero el protocolo de aislamiento y cultivo pudo ser estandarizado a lo largo de seis años de experimentación; se aislaron preadipocitos y adipocitos maduros que permitieron estudiar los efectos de hormonas, realizar caracterización electrofisiológica y estudiar la fisiología del calcio. Conclusiones: este es un campo de investigación muy relevante debido a la implicación de este tipo celular en funciones metabólicas sistémicas y su relación con patologías de alta prevalencia como la obesidad y el síndrome metabólico.

Introduction: The human adipose tissue is composed of different cell types. It has been subject of several studies in the past years due to its role on diverse functions. Methods: A search in the PubMed, Scielo, Science direct and Google Scholars databases was performed and the authors experience was reported. Results: The first model used was rodent fat, which allowed a better comprehension on carbohydrate and fatty acid metabolism and enhanced research in adipocyte cell biology in addition with histological studies and mature adipocyte isolation. Afterwards, learning about precursor cell (pre-adipocytes) promoted the isolation of murine 3T3-L1 cell line. In Latin America research has been conducted using cell lines and adipocyte precursor mesenchymal stem cells to describe effects of hormones and perform DNA sequencing. In Colombia, studies in 3T3-L1 cell line aimed to stablish the effects of different compounds on these cells. In the Cell Physiology Laboratory of the Universidad Tecnológica de Pereira, sample collection process has shown difficulties because the source was human tissue; nevertheless isolation and cell culture protocols were standardized throughout the last six years of experimentation. Pre-adipocytes and mature adipocytes were isolated to study the effects of hormones, perform electrophysiological characterization and study calcium physiology. Conclusions: This is a relevant research field since these cells have important systemic metabolic functions and they have a clear relationship with high-prevalence pathologies such as obesity and the metabolic syndrome.