Aqui apresentamos um protocolo de transplante de tecido adiposo branco e marrom que oferece uma estratégia promissora para reverter a subfertilidade, obesidade e hiperglicemia, enquanto melhora a função renal em camundongos BTBR diabéticos e obesos.
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Aqui apresentamos um protocolo de transplante de tecido adiposo branco e marrom que oferece uma estratégia promissora para reverter a subfertilidade, obesidade e hiperglicemia, enquanto melhora a função renal em camundongos BTBR diabéticos e obesos.
O transplante de tecido adiposo branco (TAB) e tecido adiposo marrom (BAT) tem surgido como uma estratégia terapêutica promissora para reverter distúrbios metabólicos sem a necessidade de administração sustentada de agentes exógenos. O WAT funciona como um órgão endócrino chave envolvido na homeostase energética, enquanto o BAT é um tecido termogênico crítico para a termorregulação. O modelo de camundongo obeso braquiúrico preto e castanho (BTBR) imita de perto as principais características da obesidade, diabetes mellitus tipo 2 (DM2) e doença renal diabética (DRD), incluindo hiperglicemia, resistência à insulina, hipometabolismo e subfertilidade.
Usando o protocolo apresentado a seguir, o transplante combinado de WAT e BAT derivados de doadores do tipo selvagem e heterozigotos BTBR em receptores obesos BTBR resultou na reversão da subfertilidade, atenuação do ganho de peso, normalização do controle glicêmico e melhora dos parâmetros renais. Notavelmente, a hipertrofia renal e a apoptose foram reduzidas, enquanto o número de podócitos foi preservado. Esses achados sugerem que o transplante combinado de WAT e BAT pode representar uma estratégia terapêutica alternativa para o tratamento do DM2, com benefícios concomitantes na mitigação da DRD e da obesidade. Além disso, essa abordagem pode ajudar a aumentar o número de camundongos obesos BTBR viáveis dentro das colônias do viveiro. Uma investigação mais aprofundada sobre os mecanismos subjacentes pode facilitar a tradução clínica dessa intervenção.
A doença renal diabética (DRD), o diabetes mellitus tipo 2 (DM2) e a obesidade representam condições multifatoriais inter-relacionadas que representam desafios significativos e crescentes para a saúde global. A DRD, definida como a coexistência de diabetes mellitus (DM) e doença renal crônica na ausência de outras causas identificáveis de lesão renal, afeta aproximadamente 20-40% dos indivíduos com DM 1,2. O DM2 é um distúrbio metabólico sistêmico caracterizado por hiperglicemia crônica e interrupções na homeostase da glicose, lipídios e insulina. Está entre as dez principais causas de mortalidade em todo o mundo, afetando atualmente mais de 500 milhões de indivíduos3. A obesidade, impulsionada por um desequilíbrio crônico entre ingestão e gasto de energia, agora afeta uma em cada oito pessoas em todo o mundo e é um dos principais contribuintes para morbidade e mortalidade4. Essas três condições estão intimamente interligadas: a obesidade aumenta acentuadamente o risco de desenvolver DM2, o que, por sua vez, eleva significativamente o risco de DRD 1,4. A crescente prevalência global de obesidade, DM2 e DRD ressalta a necessidade urgente de uma compreensão mais profunda de seus mecanismos fisiopatológicos e do desenvolvimento de estratégias terapêuticas eficazes.
O transplante de TAB tem surgido como uma estratégia terapêutica promissora para combater a obesidade e o DM2. Essa intervenção tem sido associada a reduções do peso corporal, melhora da resistência à insulina e da esteatose hepática e ao aumento da adiponectina circulante, da expressão do receptor β3-adrenérgico e de genes envolvidos na oxidação de ácidos graxos5. Para notar, o tecido adiposo de mamíferos pode ser classificado em três tipos principais com base na cor: branco, marrom e bege6. O WAT começa a se expandir logo após o nascimento e é amplamente distribuído por todo o corpo. Funciona como um órgão endócrino chave, armazenando o excesso de energia na forma de triglicerídeos, sequestrando glicose circulante e ácidos graxos livres6. Em contraste, o BAT desempenha um papel crítico na termorregulação, dissipando energia como calor por meio de termogênese sem tremores, em vez de armazená-la como ATP6. A atividade do BAT diminui com a idade, obesidade e DM. Em adultos, o BAT compreende uma pequena fração do tecido adiposo total e está localizado principalmente nas regiões supraclavicular e cervical em humanos, enquanto em camundongos, está predominantemente localizado na região interescapular6. Rico em mitocôndrias, o BAT consome quantidades substanciais de glicose e ácidos graxos e está associado à resistência ao ganho de peso7. Evidências emergentes apóiam o papel do BAT na promoção de um fenótipo mais magro e metabolicamente favorável, gerando crescente interesse em seu uso terapêutico por meio de transplante.
A leptina, um hormônio secretado principalmente pelo WAT, desempenha um papel central na regulação do equilíbrio energético, metabolismo e fertilidade8. Atua no sistema nervoso central para estimular a secreção do hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) no hipotálamo, que subsequentemente promove a liberação do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo-estimulante (FSH) da hipófise anterior9. A leptina também atua diretamente nas células ovarianas da teca e da granulosa para apoiar o desenvolvimento folicular9.
O modelo de camundongo BTBRob / ob (obeso BTBR), geneticamente designado como BTBR. Cg-Lep ob / WiscJ (preto e castanho, obeso, tufado; ver Tabela de Materiais), é homozigoto para uma perda espontânea de função no gene da leptina (Lep) e exibe uma variedade de anormalidades metabólicas e reprodutivas, incluindo hiperglicemia, intolerância à glicose, hiperinsulinemia, hipertrigliceridemia, cicatrização prejudicada de feridas, hipometabolismo, hipotermia e subfertilidade devido ao hipogonadismo hipogonadotrófico. Os homens geralmente desenvolvem DM2 às seis semanas de idade, enquanto as mulheres o fazem às oito semanas10. A hiperglicemia é grave e progressiva, com níveis de glicemia de jejum superiores a 400 mg/dL em dez semanas. Além disso, homens obesos BTBR exibem albuminúria dependente do tempo na oitava semana, progredindo para DKD histologicamente evidente, incluindo expansão mesangial e podocitúria. Essas características estabelecem camundongos obesos BTBR como um modelo pré-clínico robusto que recapitula de perto o DKDhumano 10.
Dadas as profundas consequências metabólicas da deficiência de leptina, várias estratégias têm sido investigadas para reverter o fenótipo ob/ob , incluindo terapia de reposição de leptina e transplante de tecido adiposo. Embora a maioria dos estudos tenha usado camundongos ob / ob no fundo C57BL / 6, relativamente poucos investigaram essas intervenções na cepa BTBR mais metabolicamente comprometida. Em camundongos C57BL/6 ob/ob , o transplante de WAT demonstrou normalizar os níveis de insulina, melhorar a sensibilidade à insulina e restaurar a fertilidade8. Além disso, o transplante de BAT em camundongos C57BL/6 magros demonstrou prevenir o ganho de peso corporal, melhorar a tolerância à glicose e a sensibilidade à insulina, ao mesmo tempo em que reduz a resistência à insulina, particularmente no contexto da obesidade induzida por dieta rica em gordura11. Além disso, o transplante de BAT demonstrou melhorar a hemodinâmica cardíaca e a saúde metabólica12. Apesar dos resultados encorajadores, esses estudos apresentam várias limitações importantes. A maioria das investigações foi conduzida em camundongos C57BL / 6 ob / ob , que exibem um fenótipo metabólico relativamente leve em comparação com a cepa BTBR ob / ob mais gravemente afetada. Consequentemente, a generalização desses achados para modelos com resistência à insulina mais pronunciada, hiperglicemia, obesidade e doença renal é limitada. Além disso, os efeitos da reposição de leptina e do transplante de tecido adiposo têm sido insuficientemente estudados no contexto da TBBR, representando uma lacuna crítica na literatura. Muitas dessas intervenções também foram avaliadas em animais magros ou de curta duração, o que pode não capturar adequadamente a complexidade e a natureza crônica da doença metabólica humana. Embora tenham sido relatadas melhorias na sensibilidade à insulina, tolerância à glicose e fertilidade, os mecanismos subjacentes permanecem pouco compreendidos, e a relevância translacional desses achados para os ambientes clínicos ainda é incerta. Notavelmente, os efeitos metabólicos combinados do transplante de tecido adiposo branco e marrom em camundongos BTBR ob / ob permanecem amplamente inexplorados.
O objetivo deste estudo é padronizar um protocolo para transplante combinado de WAT e BAT em camundongos obesos BTBR e avaliar seus efeitos na restauração da fertilidade, função renal e alterações histológicas. Um objetivo secundário é facilitar a expansão da colônia obesa BTBR, reduzindo a perda de camundongos heterozigotos (BTBR ob/+) e selvagens (BTBR +/+) no biotério.
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Todos os experimentos foram aprovados pelos Comitês Institucionais de Cuidado e Uso de Animais do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) e registrados no Instituto Judaico de Pesquisa e Ensino, São Paulo, SP, Brasil (N°. 3309-18 e N°. 4900-21). Os detalhes dos reagentes e equipamentos usados estão listados na Tabela de Materiais.
NOTA: Camundongos obesos BTBR (nocaute do gene da leptina, homozigotos, ob / ob) foram usados como modelo para DM2, DKD e obesidade. Camundongos obesos BTBR fêmeas com idade entre 4 e 5 semanas serviram como receptores para transplante de tecido adiposo. Os animais doadores foram camundongos fêmeas BTBR ob/+ (heterozigotos) ou +/+ (tipo selvagem) (genótipo não confirmado, mas fenotipicamente magro). No momento do transplante, os camundongos receptores tinham um peso corporal médio variando de 25 a 32 g. Todos os animais foram alojados em gaiolas ventiladas individualmente em condições padrão, com acesso ad libitum a comida e água, ciclo claro/escuro de 12 h e controle de temperatura ambiente. Foram alojados no máximo cinco animais por gaiola.
1. Procedimento cirúrgico

Figura 1: Esquema do procedimento de transplante de gordura. (A) Eutanásia do doador usando isoflurano em caixa fechada. (B) Colheita de WAT inguinal. (C) Colheita de BAT interescapular. (D) Homogeneização de gordura. (E) Pesagem de gordura. (F) Anestesia do receptor. (G) Assepsia nas costas. (H) Injeção de gordura com técnica assistida por fórceps. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
2. Acasalamento pós-transplante
3. Avaliações funcionais
4. Análise morfológica
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Quantidade de gordura transplantada e eficácia do protocolo
Após a padronização do protocolo, dois volumes de transplante de gordura (5-9,9% e 10-15% em relação ao peso corporal do doador) foram avaliados quanto à eficácia, definida como a obtenção de pelo menos uma gravidez resultando em descendentes viáveis. O grupo de 5-9,9% apresentou uma taxa de sucesso de 23,8%, enquanto o grupo de 10-15% alcançou 52,2%, correspondendo a um aumento de 2,2 vezes na eficácia do pr...
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Este estudo demonstra que o transplante combinado de WAT e BAT é uma abordagem terapêutica eficaz para controlar a hiperglicemia, prevenir o ganho de peso corporal e a hipertrofia das ilhotas, restaurar a subfertilidade feminina e melhorar a função renal, reduzindo a apoptose e preservando o número de podócitos em um modelo pré-clínico de DM2, DRD e obesidade.
Embora estudos anteriores tenham investigado o transplante de WAT e BAT como estratégias para regular...
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Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Agradecemos às equipes técnicas do Centro de Treinamento Experimental e Cirúrgico (CETEC) e do Instituto Judaico de Pesquisa e Educação (IIPE) por seu apoio. Este trabalho foi apoiado por uma bolsa de pesquisa de mestrado da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) para S.B, uma bolsa de pesquisa de Doutorado Direto da CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) para M.L.F, bolsa de mestrado da FAPESP (nº 2024/08173-6) para M.O.M., e bolsa de iniciação científica da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo; nº 2019/12636-3) para M.T.A.B-R. Este trabalho também foi apoiado por bolsas da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo; nº 2017/23195-2 e nº 2021/02216-7) e da EFSD (European Foundation for the Study of Diabetes) para a É.B.R. Os autores declaram que não usaram trabalho gerado por Inteligência Artificial (IA) neste manuscrito.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Solução alcoólica de clorexidina digluconato a 0,5% | Rioquí Mica | SKU 1068253 | |
| Agulha calibre 16 | Becton Dickinson | SKU 305198 | |
| Solução de digluconato de clorexidina não alcoólica a 2,0% | Rioquí Mica | SKU 1113045 | |
| Seringa de 3 mL | Becton Dickinson | SKU 309657 | |
| Fitas Accu-Check e ndash; Performa | Roche | EAN 4015630981960 | |
| Alcian Blue PAS Kit | EasyPath | SKU EP-11-20019 | |
| Albumina Sérica Bovina (BSA) | Sigma-Aldrich | A4612 | |
| Software CellSens | Olympus | CELLSENS | |
| Citrato Buffer pH 6,0: Ácido cítrico monohidratado + Hidróxido de sódio | Sigma-Aldrich | C1909 + 28-3010 | |
| Anticorpo Caspase-3 Cortado | Tecnologia de Sinalização Celular | 9661 | |
| Analisador Cobas C 111 | Roche | 4528778001 | |
| Creatinina K | Teste de laboratório | 96-300 | |
| EnVision FLEX DAB+ Cromogênio | Agilent-Dako | K3468 | |
| Reagente de detecção EnVision FLEX / HRP | Agilent-Dako | SM802 | |
| Reagente Bloqueador de Peroxidase Envision FLEX | Agilent-Dako | SM801 | |
| EnVision FLEX Substrate Buffer | Agilent-Dako | SM803 | |
| O EnVision FLEX foi buffer 20x | Agilent-Dako | K800721-2 | |
| Eosina | Agilent-Dako | CS701 | |
| Leitor de Microplacas GloMax Discover | Promega | GM3000 | |
| Glicosímetro Accu-Check - Performa | Roche | EAN 4015630980512 | |
| Software GraphPad Prism 8 (software estatístico) | GraphPad por Dotmatics | - | |
| 100% v/v Isoforina (Isoflurane) | Cristá Lia | - | |
| Hematoxilina | Agilent-Dako | CS700 | |
| Microscópio óptico IX51 | Olympus | IX51 | |
| Gaiola Metabólica para camundongos individuais | Tecniplast | 3600M021 | |
| Meio de montagem - Entellan | Sigma-Aldrich | 100869 | |
| Mouse Albumin ELISA Kit | Abcam | Ab207620 | |
| Cepa do camundongo: BTBR. Cg-Lepob/WiscJ | Laboratórios JAX | 4824 | |
| Kit de Schiff Ácido Periódico (PAS) | EasyPath | EP-11-20014 | |
| RM255 Microtome | Leica Biosystems | 14050237960 | |
| Processador de tecido TP1020 | Leica Biosystems | TP-1020 | |
| Tramadol 50 mg/mL | Grü Nenthal | 4022444 | |
| Anticorpo WT-1 | Santa Cruz | SC-192 |
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