El efecto de la obesidad sobre moléculas regulatorias de la vía de señalización de la adiponectina en endometrios de mujeres con síndrome de ovario poliquístico (SOP)

Abstract

El Síndrome de Ovario Poliquístico (SOP) es una patología endocrino metabólica que afecta entre el 5% - 15% de mujeres que se encuentran en edad reproductiva. Un número elevado de estas mujeres son infértiles, acentuando además la posibilidad de desarrollar hiperplasia y cáncer endometrial. Dentro de las mujeres que presentan SOP, existe un alto porcentaje de ellas que son obesas u obesas mórbidas. En este contexto, se sabe que la Adiponectina, una adipoquina marcadora de obesidad, es secretada principalmente por los adipocitos, y juega un rol importante dentro de la señalización celular, activando a sus receptores AdipoR1 y AdipoR2 en diversos tejidos del organismo. Adiponectina juega un papel fundamental en el metabolismo de la glucosa (rol insulino-sensibilizante) y ácidos grasos, contribuyendo a la homeostasis energética de los tejidos sensibles a insulina. Además, se ha detectado un efecto anti-neoplásico de Adiponectina, y se han reportado que bajos niveles de Adiponectina aumentan el riesgo de cáncer de mama, endometrio y próstata. En presencia de SOP y obesidad, uno de los tejidos que se ve afectado en su función, es el endometrio. En cuanto a los componentes de la vía de señalización de Adiponectina se ha descrito a las proteínas APPL1/APPL2 reconocidas como moléculas Yin-Yang. Estas son proteínas adaptadoras que traducen o reprimen la señal inducida por la activación de los receptores de Adiponectina. La mayoría de estos antecedentes experimentales han sido generados de estudios en el tejido adiposo y líneas celulares de adipocitos. Sin embargo, se ha reportado en células C2H2 de músculo esquelético que la sobreexpresión de APPL2 disminuye la captación de la glucosa, en presencia de estímulos con insulina o Adiponectina. Por otro lado, se ha señalado que en mujeres con obesidad, las concentraciones de Adiponectina disminuyen a nivel sérico, y que estas mujeres presentan una disminución de la vía de señalización de Adiponectina en conjunto con una disminución de la captación de glucosa. Estos antecedentes indican que APPL2 pudiese tener un papel clave en el metabolismo energético del endometrio, el cual puede ser modificado en condiciones de hiperandrogenismo, hiperinsulinemia y obesidad. Por lo tanto, la Hipótesis planteada en este estudio fue: “La obesidad y el hiperandrogenismo determinan una expresión disfuncional de APPL1/APPL2, disminuyendo la activación de la vía de señalización de Adiponectina e insulina en endometrios de pacientes con Síndrome de Ovario Poliquístico (SOP). Lo anterior lleva a la disminución de la captación de glucosa evaluado en células del estroma endometrial expuestas a condiciones de hiperandrogénicas, e hiperinsulínicas y obesidad”. El objetivo general de este estudio fue determinar si la condición obesidad y SOP-IR modifican los niveles proteicos de APPL1 y APPL2 en endometrios y en la línea celular endometrial humana y con ello, evaluar si se modifican moléculas de la vía de señalización de Adiponectina y la captación de glucosa. Para el desarrollo de experimentos ex vivo de esta tesis, se obtuvieron muestras de tejido endometrial de 5 grupos de pacientes: Delgadas (DEL), DEL-SOP, Obesas (OB), OB-insulino-resistentes (OB-IR), OB-IR tratadas con Metformina (MTF) (OB-IR MTF), OB-IR-SOP, OB-IR-SOP tratadas con MTF (OB-IR-SOP-MTF). Los niveles de las moléculas señaladas fueron determinados por Inmunohistoquímica (IOD) y/o Westen-Blot (WB). En los experimentos in vitro, se utilizó la línea celular de estroma endometrial St-T1b, que fueron tratadas con estímulos de testosterona, insulina, TNF- α, y/o Metformina (MTF) por 24 h. En las células tratadas se midió la captación de glucosa; los niveles proteicos fueron determinados por Inmunocitoquímica (IOD). Los resultados obtenidos en el estudio ex vivo, muestran un aumento de los niveles proteicos de APPL2 y una disminución de APPL1 en endometrios del grupo de mujeres OB-SOP-IR. Aún más, en los endometrios de este mismo grupo de pacientes se observó una disminución de la activación de AS160 (importante regulador de la translocación del transportador GLUT-4 dependiente de insulina a la membrana celular) y de MEK3 (molécula que participa en la transducción de la señal de Adiponectina). Para los experimentos in vitro, la condición pro-inflamatoria propia de la obesidad se simuló con el tratamiento de las células St-T1b con TNF-α y la condición SOP, con concentraciones suprafisiológicas de testosterona e insulina. Los resultados muestran un menor contenido proteico de APPL1 y aumento de APPL2, en conjunto con disminución de la activación de AS160 y de MEK3, resultados que concuerdan con los experimentos en tejido endometrial. En cuanto a los experimentos ex vivo en endometrios de pacientes obesas tratadas con MTF, se observó que mujeres con SOP presentaban un aumento en sus niveles de APPL1, mientras que el contenido proteico de APPL2 estaba disminuido, comparadas a las mujeres obesas SOP sin tratamiento. El tratamiento con MTF de la línea celular St-T1b, provoca un aumento del contenido proteico de APPL1, pMEK3, y pAS160, y disminución del contenido proteico de APPL2 comparados a los grupos de estímulos sin tratamiento. Todos estos resultados fueron estadísticamente significativos, analizados a través de los test no paramétrico Kruskal Wallis seguido del Post test de Dunn o de Mann Whitney (p<0.05) dependiendo del caso. Por lo tanto, el contenido proteico de moléculas involucradas en la vía de señalización de Adiponectina se encuentran disminuidas en condiciones de obesidad, insulino resistencia y SOP. De acuerdo a los resultados obtenidos en este estudio, MTF tiene un efecto positivo sobre moléculas involucradas en la vía de señalización de Adiponectina, favoreciendo los niveles de éstas, y por lo tanto mejorando el metabolismo energético celular.

Polycystic Ovarian Syndrome (PCOS) is a metabolic endocrine pathology that affects between 5% and 15% of women in reproductive age. Most of these women are infertile, increasing their possibility of developing hyperplasia and endometrial cancer. Among women with PCOS, a high percentage of them are obese. In this context, Adiponectin, an adipokines marker of obesity, is known to be secreted primarily by adipocytes; it plays an important role in cell signaling, activating AdipoR1 and AdipoR2 receptors in various tissues of the body. Adiponectin plays a fundamental role in the metabolism of glucose (insulin sensitizer) and fatty acids contributing to the energy homeostasis of insulinsensitive tissues. In addition, an anti-neoplastic effect of Adiponectin has been detected, and low Adiponectin levels have been reported to increase the risk of breast, endometrial and prostate cancer. In the presence of PCOS and obesity, one of the tissues affected in its function is the endometrium. Among the components of Adiponectin signaling pathway, APPL1 / APPL2 proteins recognized as Yin-Yang molecules have been described. These adapter proteins translate or repress the signal induced by the activation of Adiponectin receptors. Most of these findings have been generated from studies in adipose tissue and adipocyte cell lines. However, it has been reported in C2H2 skeletal muscle cells that the over expression of APPL2 decreases the uptake of glucose, in the presence of insulin or Adiponectin. On the other hand, it has been pointed out that in women with obesity, Adiponectin serum levels decrease, and that they present a decrease of Adiponectin signaling pathway together with a decrease in glucose uptake. These antecedents indicate that APPL2 may play a key role in the energetic metabolism of the endometrium, which can be modified under conditions of hyperandrogenism, hyperinsulinemia and obesity. Therefore, the Hypothesis of this study was: "Obesity and hyperandrogenism determine the dysfunctional expression of APPL1 / APPL2, decreasing the activation of Adiponectin signaling pathway and of insulin in endometria from patients with Polycystic Ovary Syndrome (PCOS). The latter leads to a decrease of glucose uptake in endometrial stromal cells cultures under hyperandrogenic, hyperinsulinic and obesity conditions. " The general objective of this study was to determine if the obesity and PCOS-IR conditions modify the protein levels of APPL1 and APPL2 in endometria and in the human endometrial cell line; besides, to evaluate changes in molecules of the Adiponectin signaling pathway and glucose uptake. For this, ex vivo experiments were performed using endometrial tissue samples obtained from 5 groups of patients: Normal weight (DEL), Normal weight-PCOS (DEL-SOP), Obese (OB), OB-insulin resistant (OB-IR), OB-Treated with Metformin (MTF) (OB-IR MTF), OB-IR-SOP, OB-IR-SOP treated with MTF (OB-IR-SOP-MTF). Immunohistochemistry (IOD) and / or Westen-Blot (WB) determined the protein levels of molecules. For the in vitro experiments, St-T1b endometrial stromal cell line was used, and cells were treated for 24 h with testosterone, insulin, TNF-α, and / or Metformin (MTF), and glucose uptake was assessed, as well as, protein levels determined by Immunocytochemistry (IOD). The results obtained in the ex vivo study show an increase of protein levels of APPL2 and a decrease of APPL1 in endometria from the group OB-SOP-IR. Moreover, in the endometria of this same group of patients, the decrease in the activation of AS160 (important regulator of the translocation of the insulindependent transporter GLUT-4 to the cell membrane) and of MEK3 (molecule that participates in the transduction of the Adiponectin signal). For the in vitro experiments, the pro-inflammatory condition of obesity was simulated by treating St-T1b cells with TNF-α and the PCOS condition, with supraphysiological concentrations of testosterone and insulin. The results show a lower protein content of APPL1 and increase of APPL2, together with decreased activation of AS160 and MEK3, these results that are in agreement with those obtained in endometrial tissue. Regarding the ex vivo experiments in endometria from obese patients treated with MTF, it was observed that women with PCOS had an increased APPL1 levels, while APPL2 protein content was decreased. The effect of MTF on the St-T1b cell line after 24 h, showed an increase in the protein content of APPL1, MEK3-P, and AS160-P, and a decreased protein level of APPL2. All these results were statistically significant analyzed by non-parametric Kruscal Wallis followed by Dunn Test or Mann Whitney Test (p <0.05) in some cases. Consequently, the endometrial protein content of molecules involved in the signaling pathway of Adiponectin, are diminished when obesity, IR and PCOS conditions are present. The results of this study show that MTF has a positive effect on molecules involved in the signaling pathway of Adiponectin; therefore, improving cellular energy metabolism.