Descoperirea de noi subtipuri de celule adipoase în corpul uman ar putea avansa tratamentul personalizat al obezității

În ultimele trei decenii, cercetările au revoluționat înțelegerea țesutului adipos, demonstrând că acesta nu este doar un depozit pasiv de energie, ci și un organ endocrin activ, implicat în reglarea metabolismului, funcției imune, tonusului vascular și reproducerii. Două tipuri principale de țesut adipos la om - grăsimea subcutanată (hSAT) și grăsimea viscerală (hVAT) - au efecte distincte asupra sănătății, hVAT fiind asociată cu un risc crescut de obezitate și afecțiuni metabolice.
Deși studiile anterioare au evidențiat unele diferențe între aceste tipuri de grăsime la nivel tisular și genetic, la nivel celular, compoziția lor părea destul de similară. Noua cercetare a folosit secuvențierea ARN-ului nuclear unicelular (snRNA-seq) pentru a crea hărți detaliate ale celulelor adipoase specifice fiecărui tip de țesut, oferind o perspectivă de înaltă rezoluție asupra compoziției și funcției acestora.

Pentru a investiga diferențele dintre hSAT și hVAT, oamenii de știință de la Universitatea Ben-Gurion din Negev au analizat probe prelevate de la 10 pacienți (80% femei, 20% bărbați) supuși unor intervenții chirurgicale abdominale elective, având indicele de masă corporală (IMC) între 23,8 și 44,1 kg/m². În total, au fost procesate:

• 37.879 nuclei din hSAT,
• 83.731 nuclei din hVAT.

Această abordare a permis identificarea celulelor adipoase pe baza expresiei genelor specifice, precum ADIPOQ (adiponectină), AQP7, LPL și PLIN1. Analiza a inclus, de asemenea, secvențierea ARN-ului în vrac (bulk RNA-seq) pe probe prelevate de la 73 de pacienți cu obezitate severă pentru a valida rezultatele.

Clasificarea celulelor adipoase: „clasice” și „neclasice”

Cercetătorii au identificat două mari tipuri de celule adipoase:

• Adipocitele clasice, implicate în metabolismul lipidic și stocarea energiei;
• Adipocitele neclasice, care prezintă funcții specializate, diferite de cele tradiționale.

În total, studiul a identificat șapte subtipuri de adipocite în hSAT și opt în hVAT, grupate în mai multe categorii funcționale:

Adipocitele clasice (SA1 și VA1)

Acestea reprezintă majoritatea celulelor adipoase și sunt responsabile de stocarea și mobilizarea lipidelor. Expresia crescută a genelor implicate în metabolismul acizilor grași sugerează un rol central în homeostazia energetică.

Adipocitele angiogenice (SA2 și VA2)

Acest subtip este implicat în angiogeneză și dezvoltarea vaselor de sânge, având expresie crescută a genelor asociate proceselor vasculare, cum ar fi VEGF și ANGPT.

Adipocitele imune (SA3 și VA3)

Aceste celule sunt implicate în reglarea răspunsului imun, având un rol important în activarea macrofagelor și fagocitoză. hVAT conține mai multe adipocite imune proinflamatorii decât hSAT, ceea ce poate explica impactul său mai mare asupra inflamației sistemice.

Adipocitele imune adaptative (SA4 și VA4)

Aceste celule sunt implicate în activarea limfocitelor T și răspunsul imun adaptativ. Expresia diferențiată a unor factori de transcripție (STAT4 în SA4 și STAT6 în VA4) sugerează mecanisme specifice fiecărui tip de grăsime.

Adipocitele matriciale (ECM-adipocite) (SA5 și VA5)

Acest subtip este implicat în organizarea matricei extracelulare (ECM) și remodelarea țesutului adipos, jucând un rol important în menținerea arhitecturii tisulare.

Adipocitele mito-ribozomale (VA6 - specifice hVAT)

Acest subtip, identificat doar în hVAT, prezintă expresie crescută a genelor mitocondriale și ribozomale, sugerând o rată ridicată de sinteză proteică și consum energetic.

Căi de diferențiere ale adipocitelor

Pentru a înțelege originea acestor subtipuri, cercetătorii au analizat celulele stem și progenitoare adipoase (ASPC). Rezultatele au arătat că adipocitele neclasice sunt un stadiu intermediar în dezvoltarea adipocitelor clasice. Aceasta înseamnă că funcțiile specializate ale adipocitelor neclasice sunt pierdute în timpul maturării, ceea ce sugerează că procesele de diferențiere sunt mai complexe decât se credea anterior.

Diferențele dintre hSAT și hVAT la nivel de comunicare celulară

Țesutul adipos joacă un rol crucial în comunicarea endocrină și paracrină, prin secreția unor hormoni precum adiponectina și leptina. Studiul a relevat diferențe semnificative între hSAT și hVAT:

• Adiponectina este produsă de ambele tipuri de grăsime, dar receptorii săi (ADIPOR2, CDH13) sunt exprimați diferit în funcție de subtipurile celulare.
• Leptina este secretată în principal de hSAT, dar sensibilitatea la leptină este mai scăzută în adipocitele clasice ale hSAT față de cele din hVAT.
• Adipocitele angiogenice (SA2/VA2) sunt principalele ținte ale semnalizării prin VEGF și ANGPT, esențiale pentru vascularizarea țesutului adipos.
• Adipocitele imune din hVAT (VA3) sunt asociate cu răspunsuri inflamatorii proeminente prin semnalizarea IL-16, ceea ce explică caracterul mai inflamator al grăsimii viscerale comparativ cu cea subcutanată.

Mai mult, în hVAT, adipocitele interacționează mai intens cu celulele sistemului imun, în timp ce în hSAT predomină comunicarea intra-adipocitară, reflectând diferențele dintre cele două tipuri de țesut adipos.

Implicații clinice și concluzii

Aceste descoperiri pot avea implicații importante în înțelegerea obezității și a bolilor metabolice. De exemplu:

• Proporția mai mare de adipocite neclasice în hSAT este asociată cu rezistență crescută la insulină.
• O proporție mai mare de adipocite clasice în hVAT este asociată cu niveluri mai scăzute de trigliceride și un răspuns mai bun la chirurgia bariatrică.

Aceste date sugerează că compoziția celulară a țesutului adipos ar putea fi utilizată ca indicator pentru predicția riscului metabolic și a răspunsului la tratament.

În concluzie, acest studiu a oferit o nouă perspectivă asupra diversității celulare a țesutului adipos uman, evidențiind existența adipocitelor neclasice și diferențele fundamentale dintre grăsimea subcutanată și cea viscerală. Aceste descoperiri ar putea contribui la dezvoltarea unor strategii mai eficiente pentru prevenirea și tratarea bolilor metabolice asociate obezității.