Papel de la citoquina LIGHT en la esteatosis hepática y la resistencia a insulina

Abstract

[ES] La enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA) es una complicación metabólica que se asocia frecuentemente a la diabetes mellitus tipo 2 (DMT2) y a la disfunción del tejido adiposo. La progresión de la EHGNA está mediada, entre otras, por la activación de vías inflamatorias. En este estudio, se exploró el papel de la citoquina proinflamatoria LIGHT(TNFSF14) en el desarrollo de la EHGNA y la DMT2 en ratones. Con este fin, se evaluó la expresión de LIGHT y de sus receptores, el mediador de entrada del virus herpes (HVEM, del inglés herpes virus entry mediator) y el receptor de la linfotoxina β (LTβR), en ratones silvestres (WT) tratados con dieta control (DC) y con dieta alta en grasa y alta en colesterol (DAGAC), que induce hígado graso, durante 16 semanas. Por otro lado, se investigó el papel de LIGHT mediante la pérdida de función en ratones deficientes en Light (Light-/-) y en sus controles WT alimentados con DC o DAGAC durante 16 semanas. Además, se analizó la inactivación génica de Light en ratones parcialmente deficientes en Irs2 (Irs2+/-Light-/-), que es un mediador clave en la señalización de la insulina, y sus controles (Irs2+/-) alimentados con DAGAC durante 16 semanas. Para la caracterización de los ratones tratados con las diferentes dietas y condiciones se analizó la tolerancia a la glucosa, la sensibilidad a insulina, los parámetros determinantes de hígado graso, la inflamación tisular y sistémica y la expresión de genes metabólicos. Los ratones WT alimentados con DAGAC mostraron un incremento en los niveles proteicos de los receptores LTβR y HVEM, junto con un aumento del contenido hepático de triacilgliceroles (TG), de linfocitos T CD3+, de la fibrosis y de marcadores inflamatorios comparado con ratones WT alimentados con DC. Los resultados del análisis de los ratones alimentados con DC mostraron que la deficiencia genética de Light no altera el metabolismo, el hígado graso o la inflamación. Sin embargo, en condiciones de DAGAC, la inactivación de Light, ratones Light-/- e Irs2+/-Light-/-, mejoró la tolerancia a la glucosa. Además, los ratones Light-/- mostraron un aumento de la sensibilidad a insulina. En el análisis hepático se observó una disminución del hígado graso y del contenido de macrófagos F4/80+ en los ratones Light-/- e Irs2+/-Light-/-. Además, los ratones Light-/- mostraron también una reducción de linfocitos T CD3+ hepáticos y de la expresión del factor transcripcional Zbtb16, determinante en los linfocitos NKT. Consistente con el papel potencial del tejido adiposo en la homeostasis hepática, los ratones Light-/- e Irs2+/-Light-/- alimentados con DAGAC exhibieron un aumento de macrófagos antiinflamatorios F4/80+CD206+ y una reducción de macrófagos proinflamatorios F4/80+CD11c+ y de la secreción de las citoquinas proinflamatorias en el tejido adiposo. De manera similar, en el análisis de la inflamación sistémica se observó un aumento de los monocitos antiinflamatorios, una reducción de linfocitos proinflamatorios, y una disminución de los niveles de citoquinas proinflamatorias en los ratones Light-/- e Irs2+/-Light-/- comparado con los ratones WT e Irs2+/. El estudio de la expresión de genes hepáticos en los ratones Light-/- e Irs2+/-Light-/- mostró un patrón de expresión consistente con una mejora en la homeostasis hepática y una reducción en la expresión de genes previamente implicados en la transición esteatosis simple-esteatohepatitis no alcohólica (EHNA), en la activación de células estrelladas y en el carcinoma hepatocelular (CHC). Estos resultados indican que la deficiencia de Light mejora el metabolismo de carbohidratos, el hígado graso y la inflamación inducidos por una DAGAC. Por lo tanto, la señalización dependiente de LIGHT puede ser una diana terapéutica para restablecer la homeostasis hepática, moderar la EHGNA y aliviar la inflamación en condiciones de DAGAC.

[CA] La malaltia del fetge gras no alcohòlic (MFGNA) és una complicació metabòlica que s'associa freqüentment a la diabetis mellitus tipus 2 (DMT2) i a la disfunció del teixit adipós. La progressió de l'EHGNA es regeix, entre d'altres, per l'activació de vies inflamatòries. En aquest estudi, es va explorar el paper de la citocina pro inflamatòria LIGHT(TNFSF14) en el desenvolupament de la MFGNA i la DMT2 en ratolins. Amb aquesta finalitat, es va avaluar l'expressió de LIGHT i dels seus receptors, el mediador d'entrada de l'herpes virus (HVEM, del anglès herpes virus entry mediator) i el receptor de la limfotoxina β (LTβR), en ratolins silvestres (WT) tractats amb dieta control (DC) i amb dieta alta en greixos i colesterol (DAGAC), que indueix fetge gras, al llarg de 16 setmanes. D'altra banda, es va investigar el paper de LIGHT mitjançant la pèrdua de funció en ratolins deficients en Light (Light-/-) i els seus controls WT alimentats amb DC o DAGAC al llarg de 16 setmanes. A més a més, es va analitzar la inactivació gènica de Light en ratolins parcialment deficients en lrs2 (lrs2+/-Light-/-), que és un mediador clau en la senyalització de la insulina, i els seus controls (lrs2+/-) alimentats amb DAGAC 16 setmanes. Per caracteritzar els ratolins tractats amb les diferents dietes i condicions es va analitzar la tolerància a la glucosa, la sensibilitat a la insulina, els paràmetres determinats del fetge gras, la inflamació tissular i sistèmica, i l'expressió de gens metabòlics. Els ratolins WT alimentats amb DAGAC van mostrar un increment als nivells proteics dels receptors LTβR i HVEM, junt amb un augment del contingut hepàtic de triacilglicerids (TG), de limfòcits T CD3+, de la fibrosi i de marcadors inflamatoris comparats amb ratolins WT alimentats amb DC. Els resultats de l'anàlisi dels ratolins alimentats amb DC van mostrar que la deficiència genètica de Light no altera el metabolisme, el fetge gras o la inflamació. Tanmateix, en condicions de DAGAC, la inactivació de Light, ratolins Light-/- i Irs2+/-Light-/-, millorà la tolerància a la glucosa. A més a més, els ratolins Light-/- mostraren un augment de la sensibilitat a insulina. A l'anàlisi hepàtic es va observar una disminució del fetge gras i del contingut de macròfags F4/80+ en ratolins Light-/- i Irs2+/-Light-/-, i els ratolins Light-/- van mostrar també una reducció de limfòcits T CD3+ hepàtics i de l'expressió del factor transcripcional Zbtb16, determinant als limfòcits NKT. Consistent amb el paper potencial del teixit adipós en l'homeòstasi hepàtica, els ratolins Light-/- i Irs2+/-Light-/- alimentats amb DAGAC exhibiren un augment de macròfags antiinflamatoris F4/80+CD206+ i una reducció de macròfags pro inflamatoris F4/80+CD11c+ i de la secreció de les citocines pro inflamatòries al teixit adipós. De manera semblant, l'anàlisi de la inflamació sistèmica va mostrar un augment dels monòcits antiinflamatoris, una reducció dels limfòcits pro inflamatoris, i una disminució dels nivells de citocines pro inflamatòries en ratolins Light-/- i Irs2+/-Light-/- en comparació amb els ratolins WT i Irs2+/-. L'estudi de l'expressió de gens hepàtics amb els ratolins Light-/- i Irs2+/-Light-/- va mostrar un patró d'expressió consistent amb una millora en l'homeòstasi hepàtica i una reducció en l'expressió de gens prèviament implicats en la transició esteatosi simple-esteatohepatitis no alcohòlica (EHNA), en l'activació de cèl·lules estrellades i en carcinoma hepatocel·lular (CHC). Aquests resultats indiquen que la deficiència de Light millora el metabolisme de carbohidrats, el fetge gras i la inflamació induïts per la DAGAC. Per tant, la senyalització depenent de LIGHT pot ser una diana terapèutica per restablir l'homeòstasi hepàtica, moderar la MFGNA i mitigar la inflamació en condicions de DAGAC.

[EN] Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is frequently associated with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and adipose tissue dysfunction. Progression of NAFLD is mediated, among others, by activation of inflammatory pathways. In the present study, the role of the proinflammatory cytokine LIGHT(TNFSF14) was explored in NAFLD and T2DM in mice. To this end, the expression of LIGHT and its receptors, herpes virus entry mediator (HVEM) and lymphotoxin β receptor (LTβR), was investigated in wild-type (WT) mice on a regular chow diet (RCD) and on a high-fat high-cholesterol diet (HFHCD) for 16 weeks to induce fatty liver. The role of LIGHT in NAFLD was as well investigated by loss-of-function approaches using Light-deficient (Light−/−) mice and WT controls which were fed either a RCD or HFHCD for 16 weeks. In addition, Light deficiency was also evaluated in mice partial deficient in Irs2, a major insulin effector which lack of function induces insulin resistance. Thus, Irs2+/-Light-/- and control Irs2+/- mice were fed a HFHCD for 16 weeks. To characterize mice, glucose tolerance, insulin sensitivity, non-alcoholic fatty liver (NAFL), systemic and tissue inflammation and metabolic gene expression were explored. HVEM and LTβR expression, hepatic triacyclglycerols (TG) and CD3+ T lymphocytes content, fibrosis and inflammatory markers were markedly increased in HFHCD-fed WT mice compared with RCD-fed WT. Consistent with the above findings, Light deficiency did not affect metabolism, NAFL and tissue and systemic inflammation in RCD-fed WT mice. However, under HFHCD, Light deficiency in WT mice and in Irs2+/- mice improved glucose tolerance. Moreover, Light-/- mice displayed improved insulin sensitivity. Fatty liver and hepatic F4/80+ macrophage content were decreased in both HFHCD-fed Light-/- and Irs2+/-Light-/- mice compared with their respective HFHCD-fed controls. A decrease in hepatic CD3+ T lymphocytes content and in expression levels of Zbtb16, the transcription factor essential for natural killer T (NKT) cell function, in HFHCD-fed Light−/− mice compared to its controls was also observed. Consistent with a potential role of adipose tissue in hepatic homeostasis, Light-/- and Irs2+/-Light-/- mice exhibited augmented anti-inflammatory F4/80+CD206+ adipose tissue macrophages, reduced proinflammatory F4/80+CD11c+ adipose tissue macrophages and diminished secretion of cytokines. Systemic inflammation showed augmented anti-inflammatory monocytes and a decrease in proinflammatory lymphocytes in Light−/− and Irs2+/-Light-/- mice compared to their controls. Analysis of hepatic gene expression in Light−/− and Irs2+/-Light-/- mouse livers showed an alteration in metabolic gene expression pattern consistent with improved hepatic homeostasis and a reduction in the expression of genes involved in NAFL-to-non-alcoholic steatohepatitis (NASH) transition, hepatic stellate cells activation and hepatocellular carcinoma (HCC). These results indicate that Light deficiency improves carbohydrate metabolism and reduces NAFL and inflammation induced by HFHCD. These results suggest that therapies to block LIGHT-dependent signalling might be useful to restore hepatic homeostasis, to restrain NAFLD and to alleviate inflammation in HFHCD conditions.