Identificación de fragmentos de ADN mitocondrial y su relación con los niveles de citocinas pro-inflamatorias circulantes en niños con obesidad y síndrome metabólico

Abstract

Se ha descrito que en la obesidad (Ob) y el síndrome metabólico (SM), la generación de Especies Reactivas al Oxigeno (ROS, por sus siglas en inglés) incrementa gracias al aumento de los ácidos grasos libres (Manna & Jain, 2015). Las ROS tienen la capacidad de oxidar macromoléculas, como el ADN, particularmente al ADN mitocondrial (ADNmt), debido a su carencia de histonas; provocando su fragmentación. Estudios previos demostraron que al añadir H2O2 a mitocondrias aisladas de riñón de ratas, el ADNmt se fragmentaba, siendo las subunidades MTND3 y MTCO1 unos de los principales fragmentos liberados a través del poro de transición mitocondrial (García & Chávez, 2007). Una vez en plasma, el ADNmt puede actuar como una Molécula Asociada a Daño (DAMP) y unirse a receptores tipo Toll-like-9 de leucocitos circulantes y activar el NF-κβ el cual promueve la síntesis de citocinas pro-inflamatorias (West & Shadel, 2017), o unirse a los receptores NLRP3 y formar el inflamasoma que activa a la caspasa-1 y a su vez, promueve la activación de IL-1β e IL-18, generando así, una respuesta inflamatoria crónica (Nakayama & Otsu, 2018). En un estudio realizado en pacientes con diabetes tipo 2, encontraron un aumento en el ADNmt en plasma en comparación al grupo control, así como una correlación positiva con la expresión de IL-1β (Bae et al., 2019). El objetivo de este trabajo se centra en analizar fragmentos específicos (MTND3 y MTCO1) del ADNmt y su relación con la expresión de citocinas pro-inflamatorias de niños con Obesidad y Síndrome Metabólico Para este estudio, se incluyeron 40 niños con obesidad y 40 niños con síndrome metabólico. Se midió el total de ADN oxidado (8-OH-dG) plasmático por medio de ELISA. Se amplificó el ADN mitocondrial íntegro presente en plasma por medio de PCR punto final y se cuantificó por medio de Picogreen. Se cuantificaron los fragmentos MTND3 y MTCO1 en plasma mediante PCR en tiempo real. Las citocinas se midieron con citometría de flujo. Se realizaron análisis ANOVA y de correlación de Spearman tomando como significancia una p<0.05. En cuanto los resultados obtenidos, se observó un incremento significativo de oxidación (8-OH-dG) en el grupo Ob y SM en comparación con el grupo control (p=<0.001), 3 así como un incremento en el grupo de SM 4-5 con respecto al grupo Ob (p=0.0017). De igual forma, se encontró una correlación positiva y significativa entre los niveles de 8-OHdG y de Tg (r=0.3375, p=0.0166) en el grupo Ob. No se identificaron diferencias significativas en los fragmentos MTND3 y CO1 en los diferentes grupos. Por su parte, se observó una disminución significativa de los niveles de ADNmt íntegro en los grupos Ob, SM 3F y SM 4-5F en comparación con el grupo control (p=<0.0001) y una disminución entre el grupo Ob y SM 4-5F (p=0.0044). Se normalizaron los fragmentos con la presencia de ADNmt íntegro y se observó un mayor daño en el grupo en los grupos Ob, SM 3F y SM 4-5F en relación al grupo control (p=<0.0001). Al momento de realizar las correlaciones de ADNmt íntegro y los fragmentos con los niveles de citocinas, se identificó una correlación positiva para CO1 en el grupo de Ob con IL-6 (r=.3185, p=0.0431), IL-18 (r=0.397, p=0.0057), IL-23 (0.313, p=0.0245), IL-33 (r=0.2864, p=0.0366), IFN-α (r=0.321, p=0.0218). De igual forma hubo una correlación positiva y significativa para ND3 en el grupo Ob con IL-6 (r= 0.3481, p=0.0297), IL-18 (r=0.281, p=0.0396), IL-23 (r=0.272, p=0.0449), IL-33 (r=0.302, p=0.0292) IFN-α (r=0.348, p=0.0140). Por su parte ND3 en SM 3F presentó correlación positiva y significativa con IL-8 (r=0.4389, p=0.0205), IL-18 (r=0.339, p=0.0386), IL-33 (r=0.331, p=0.0431). CO1 en SM 3F tuvo correlación positiva y significativa con IL-1β (r =0.4776, p= 0.0367), IL-8 (r=0.5594, p=0.0034), IL-18 (r=0.332, p=0.0421), IL-33 (r=0.365, p=0.0280). Así mismo, CO1 tuvo correlación significativa con IL-8 (r=0.6000, p=0.0367), con IL-17 (r= 0.7333, p=0.0156) en el grupo SM 4-5F. Finalmente, se encontró una correlación significativa y positiva del ADNmt íntegro con IL- 6 (r=0.320, p= 0.0482), IL-23 (r=0.316, p= 0.0467), IL-33(r=0.328, p= 0.0312) en el grupo Ob, y con IFN-α (r=0.647, p= 0.0006) en el grupo SM 3F. Por otro lado, se identificó una correlación negativa y significativa del ADNmt íntegro con IL-8 (r=-767, p= 0.0107), IL-10 (r=-0.970, p= 0.0003), IL-12 (r=-0.661, p= 0.0299), IL-23 (r=-0.631, p= 0.0156), IL-33 (r=- 0.821, p= 0.0027) En conclusión, la obesidad y el síndrome metabólico se caracterizan por daño y fragmentación del ADN mitocondrial, lo que puede estar teniendo un papel importante en la activación del sistema inmune.