As tiazolidinedionas (TZDs), ligantes sintéticos dos receptores nucleares PPARγ, têm sido amplamente utilizadas no tratamento da resistência à insulina, dislipidemias e síndrome metabólica. Estas drogas melhoram a homeostase da glicose promovendo redistribuição de gordura dos estoques viscerais para o subcutâneos, aumento da secreção de adiponectina, redução da lipemia, lipotoxicidade e da inflamação do tecido adiposo. Um estudo recente mostrou que o tratamento de ratos com a TZD rosiglitazona (RSG) induz um aumento na atividade dos complexos 1 e 2 da mTOR, que desempenham função importante no controle do metabolismo lipídico, adiposidade e função endócrina do tecido adiposo. Assim, o presente estudo teve como objetivo central elucidar o envolvimento especificamente do complexo 1 da mTOR de adipócitos nas alterações morfológicas, metabólicas e secretórias do tecido adiposo branco e marrom induzidas pela ativação farmacológica de PPARγ em camundongos. Para isto, camundongos com deleção de raptor (mTORC1) exclusivamente em adipócitos alimentados com dieta hiperlipídica foram tratados ou não com RSG (30 mg/kg/dia) por 8 semanas. Nossos dados mostraram que tanto o mTORC1 quanto o agonista de PPARγ são importantes reguladores da adiposidade, onde observamos que a deleção genética de mTORC1 em adipócitos conteve o aumento de adiposidade. Além disso, RSG mostrou-se eficente em reduzir a massa dos depósitos viscerais retroperitoneal a epididimal sem alterar o depósito subcutâneo inguinal. RSG aumentou significativamente a massa do tecido adiposo marrom, efeito esse que foi completamente abolido pela deficiência do complexo 1 da mTOR. Deficiência de mTORC1 em adipócitos promoveu aumento no conteúdo de UCP1 (expressão gênica e proteica), efeito este que não foi alterado pelo tratamento com RSG. Outros efeitos de RSG mostraram-se dependentes de mTORC1 como o aumento de frequência de adipócitos de menor área, aumento dos níveis de adiponectina e redução dos níveis de BCAA séricos, além da expressão gênica de CD36 e PEPCK, lipídeos mitocondriais como a cardiolipina e fosfatidiletanolamina e mediadores lipídicos como as ceramidas de cadeia longa no tecido adiposo branco. Por outro lado encontramos efeitos de RSG independentes de mTORC1, como a redução nos níveis séricos de TAG, redução de expressão gênica de fatores inflamatórios, tais como IL1 e TNF, NLRP3, DUSP6, além de PGC1 e FAS, insulina plasmática, melhora na homeostase glicêmica. Concluímos assim que mTORC1 em adipócitos é importante mediador de ações de agonista de PPARγ. / Thiazolidinediones (TZDs), synthetic ligands of nuclear receptors PPARγ, have been widely used in the treatment of insulin resistance, dyslipidemia and metabolic syndrome. These drugs improve glucose homeostasis by promoting redistribution of fat from visceral to subcutaneous depots, increasing adiponectin secretion, reducing lipemia, lipotoxicity, and inflammation of adipose tissue. A recent study showed that the treatment of rats with TZD rosiglitazone (RSG) induces an increase in the activity of mTOR complexes 1 and 2, which play an important role in the control of lipid metabolism, adiposity and endocrine function of adipose tissue. Thus, we investigated herein the specific involvement of adipocyte mTOR complex 1 in the morphological, metabolic and secretory alterations of white and brown adipose tissue induced by pharmacological activation of PPARγ in mice. For this, mice with raptor deletion (mTORC1) exclusively in adipocytes and littermate controls were fed a hyperlipidic diet and treated or not with RSG (30 mg/ kg/ day) for 8 weeks. Our data showed that both mTORC1 and PPARγ agonist are important adiposity regulators, where we observed that the genetic deletion of mTORC1 in adipocytes prevented the increase in adiposity. In addition, RSG was effective in reducing the masses of visceral fat depots retroperitoneal and epididymal without altering the mass of the subcutaneous fat depot inguinal. RSG induced an expressive increase in brown adipose tissue mass, such, an effect that was blocked by mTOR 1 complex deficiency. mTORC1 ablation in adipocytes increased UCP1 content (gene and protein expression). Interesting, RSG lost its ability to reduce the percentage of smaller adipocytes, to increase serum levels of adiponectin and reduce those of BCAA, as well as to increase mRNA levels of CD36 and PEPCK, mitochondrial lipids such as cardiolipin and phosphatidylethanolamine, lipid mediators as long chain ceramides in white adipose tissue. Other effects of RSG such as reducing serum TAG and insulin levels, adipose tissue inflammation, such as IL1 and TNF, and improving glucose homeostasis were not affected by mTOR complex 1 deficiency. We conclude thus that mTORC1 is important mediator of some actions of PPARγ agonism.

A NAFLD é uma das principais patologias de fígado. Estudos reportam o exercício físico como um dos principais alvos terapêuticos para esta doença. Verificamos se o treinamento melhora a resistência à insulina, inflamação e esteatose hepática causados pela dieta hiperlipídica (HF) e se o PPAR-alpha está envolvido neste processo. Animais selvagens C57BL6 (WT) e knockout para PPARα (KO) foram alimentados com dieta padrão ou HF durante 12 semanas e treinados por 8 semana. Metade dos animais KO treinados receberam rosiglitazona. A dieta HF aumentou TAG hepático, e resistência periférica à insulina levando a NALFD. O treinamento foi eficiente em reduzir esses parâmetros em ambos genótipos. O desenvolvimento da NAFLD não foi associado à inflamação hepática, entretanto animais KO treinados apresentaram uma resposta inflamatória exacerbada, causada pela redução de PPARγ. Quando eles receberam rosi apresentaram melhora no quadro inflamatório hepático e na resistência à insulina. O exercício diminuiu os danos causados pela dieta HF independente do PPARα; a ausência do PPARα junto com exercício leva a queda na expressão de PPARγ, e a uma resposta inflamatória exacerbada, que é revertida pela administração da rosiglitazona. / NAFLD is one of the main liver diseases. Studies have shown the beneficial effects of exercise on reverse NAFLD. We verify whether exercise improve insulin resistance, liver inflammation and steatohepatitis caused by a high fat diet (HF) and whether PPARα is involved in these actions. C57BL6 wild type (WT) and PPAR-α knockout (KO) mice were fed with a standard (SD) or HF during 12 weeks and trained on a treadmill during 8 weeks, half of KO trained animals received 15mg/kg/day of rosiglitazone. HF diet increased TAG in the liver and peripheral insulin resistance leading to NAFLD. Exercise reduced all this parameters in both animals genotype. NAFLD was not associated with inflammation, however KO mice when trained presented an inflammatory response that was caused by a decrease on PPARγ. When these mice were treated with rosiglitazone, they presented decrease on inflammatory cytokines as well as improvement on insulin sensitivity. Exercise improved the damage caused by a HF independently of PPARα and the absence of PPARα together with exercise leads to decrease on PPARγ expression and an inflammatory response, which was attenuated by rosiglitazone administration.

A NAFLD é uma das principais patologias de fígado. Estudos reportam o exercício físico como um dos principais alvos terapêuticos para esta doença. Verificamos se o treinamento melhora a resistência à insulina, inflamação e esteatose hepática causados pela dieta hiperlipídica (HF) e se o PPAR-alpha está envolvido neste processo. Animais selvagens C57BL6 (WT) e knockout para PPARα (KO) foram alimentados com dieta padrão ou HF durante 12 semanas e treinados por 8 semana. Metade dos animais KO treinados receberam rosiglitazona. A dieta HF aumentou TAG hepático, e resistência periférica à insulina levando a NALFD. O treinamento foi eficiente em reduzir esses parâmetros em ambos genótipos. O desenvolvimento da NAFLD não foi associado à inflamação hepática, entretanto animais KO treinados apresentaram uma resposta inflamatória exacerbada, causada pela redução de PPARγ. Quando eles receberam rosi apresentaram melhora no quadro inflamatório hepático e na resistência à insulina. O exercício diminuiu os danos causados pela dieta HF independente do PPARα; a ausência do PPARα junto com exercício leva a queda na expressão de PPARγ, e a uma resposta inflamatória exacerbada, que é revertida pela administração da rosiglitazona. / NAFLD is one of the main liver diseases. Studies have shown the beneficial effects of exercise on reverse NAFLD. We verify whether exercise improve insulin resistance, liver inflammation and steatohepatitis caused by a high fat diet (HF) and whether PPARα is involved in these actions. C57BL6 wild type (WT) and PPAR-α knockout (KO) mice were fed with a standard (SD) or HF during 12 weeks and trained on a treadmill during 8 weeks, half of KO trained animals received 15mg/kg/day of rosiglitazone. HF diet increased TAG in the liver and peripheral insulin resistance leading to NAFLD. Exercise reduced all this parameters in both animals genotype. NAFLD was not associated with inflammation, however KO mice when trained presented an inflammatory response that was caused by a decrease on PPARγ. When these mice were treated with rosiglitazone, they presented decrease on inflammatory cytokines as well as improvement on insulin sensitivity. Exercise improved the damage caused by a HF independently of PPARα and the absence of PPARα together with exercise leads to decrease on PPARγ expression and an inflammatory response, which was attenuated by rosiglitazone administration.

O consumo de ácidos graxos n-3 tem sido associado à proteção contra a obesidade, inflamação e resistência à insulina. Os n-3 são ligantes fracos dos receptores nucleares PPARγ, e pela ativação deste podem exercer suas ações metabólicas e anti-inflamatórias. No presente trabalho, foi investigado se o aumento da disponibilidade dos n-3 geneticamente ou por dieta, via ativação de PPARγ, protege camundongos do desenvolvimento da obesidade, intolerância a glicose e inflamação do tecido adiposo. Foi visto em um modelo com camundongos fat-1 (elevados níveis endógenos de n-3) que dentre as ações dos ácidos graxos n-3, a proteção contra o aumento de peso/adiposidade associada à obesidade, bem como a melhora da intolerância à glicose são dependentes de PPARγ. Além disso, por meio da utilização de camundongos com deleção de PPARγ em hepatócitos os dados desse trabalho mostram que os PPARγ são, ao menos em parte, essenciais ao aumento da oxidação de ácidos graxos induzida pelos n-3 devido à modulação da expressão gênica e protéica de enzimas mitocondriais e peroxissomais. / The intake of n-3 fatty acids have been associated to the protection against obesity, inflammation and insulin resistance. The n-3 fatty acids are ligands of the nuclear receptor PPARγ, and by the activation of this receptor can promote their metabolic and anti-inflammatory effects. Herein, we investigated whether increasing body n-3 fatty acids levels either genetically or by a n-3 enriched diet protects mice from diet-induced obesity, glucose intolerance and adipose tissue inflammation through PPARγ activation. Fat-1 mice were protected from diet-induced obesity, glucose intolerance and adipose tissue inflammation. To better investigate PPARγ involvement in n-3 beneficial actions, mice with genetic deletion of PPARγ specifically in hepatocytes. In spite of the absence of changes in body weight and glucose homeostasis PPARγ deletion in hepatocytes completely abolished the increase in liver fatty acid oxidation and hepatic gene expression of genes associated to mitochondrial and peroxisomal activity.

O consumo de ácidos graxos n-3 tem sido associado à proteção contra a obesidade, inflamação e resistência à insulina. Os n-3 são ligantes fracos dos receptores nucleares PPARγ, e pela ativação deste podem exercer suas ações metabólicas e anti-inflamatórias. No presente trabalho, foi investigado se o aumento da disponibilidade dos n-3 geneticamente ou por dieta, via ativação de PPARγ, protege camundongos do desenvolvimento da obesidade, intolerância a glicose e inflamação do tecido adiposo. Foi visto em um modelo com camundongos fat-1 (elevados níveis endógenos de n-3) que dentre as ações dos ácidos graxos n-3, a proteção contra o aumento de peso/adiposidade associada à obesidade, bem como a melhora da intolerância à glicose são dependentes de PPARγ. Além disso, por meio da utilização de camundongos com deleção de PPARγ em hepatócitos os dados desse trabalho mostram que os PPARγ são, ao menos em parte, essenciais ao aumento da oxidação de ácidos graxos induzida pelos n-3 devido à modulação da expressão gênica e protéica de enzimas mitocondriais e peroxissomais. / The intake of n-3 fatty acids have been associated to the protection against obesity, inflammation and insulin resistance. The n-3 fatty acids are ligands of the nuclear receptor PPARγ, and by the activation of this receptor can promote their metabolic and anti-inflammatory effects. Herein, we investigated whether increasing body n-3 fatty acids levels either genetically or by a n-3 enriched diet protects mice from diet-induced obesity, glucose intolerance and adipose tissue inflammation through PPARγ activation. Fat-1 mice were protected from diet-induced obesity, glucose intolerance and adipose tissue inflammation. To better investigate PPARγ involvement in n-3 beneficial actions, mice with genetic deletion of PPARγ specifically in hepatocytes. In spite of the absence of changes in body weight and glucose homeostasis PPARγ deletion in hepatocytes completely abolished the increase in liver fatty acid oxidation and hepatic gene expression of genes associated to mitochondrial and peroxisomal activity.

Colorectal cancer is the 4th most widespread cause of cancer mortality. One of the pathways that are involved in the development of colorectal cancer is the arachidonic acid metabolizing lipoxygenase (LOX) pathway. Inflammatory molecules formed from this pathway exert profound effects that may exacerbate the development and progression of colon and other cancers. 15 lipoxygenase-1 (15-LOX-1) is a member of LOX protein family that metabolizes primarily linoleic acid to 13-(S)-HODE. Several lines of evidence support an antiangiogenic role for 15-LOX-1, especially through 13-(S)-HODE. The expression of 15-LOX-1 is lost in colon cancer cells. Our aim in this thesis was to study whether 15-LOX-1 expression has an anticarcinogenic role, particularly on the metastatic and angiogenic potential of colon cancer cells. For this purpose, 15-LOX-1 was introduced into HCT-116 colon cancer cell lines. Having confirmed 15-LOX-1 expression and activity it was observed that expression of 15-LOX-1 significantly decreased cell proliferation, cell motility, anchorage-independent growth, migration and invasion across Matrigel, the expression of the metastasis-related MTA-1 protein, neoangiogenesis and induced apoptosis. Mechanistically, most of these effects were arbitrated by the 15-LOX-1 mediated inhibition of the inflammatory transcription factor NF-&kappa / B via the orphan nuclear receptor PPAR&gamma / . In conclusion, we propose that 15-LOX-1 has anti-tumorigenic properties and can be exploited for therapeutic benefits.

Colorectal cancer is the 4th most widespread cause of cancer mortality. One of the pathways that are involved in the development of colorectal cancer is the arachidonic acid metabolizing lipoxygenase (LOX) pathway. Inflammatory molecules formed from this pathway exert profound effects that may exacerbate the development and progression of colon and other cancers. 15 lipoxygenase-1 (15-LOX-1) is a member of LOX protein family that metabolizes primarily linoleic acid to 13-(S)-HODE. Several lines of evidence support an antiangiogenic role for 15-LOX-1, especially through 13-(S)-HODE. The expression of 15-LOX-1 is lost in colon cancer cells. Our aim in this thesis was to study whether 15-LOX-1 expression has an anticarcinogenic role, particularly on the metastatic and angiogenic potential of colon cancer cells. For this purpose, 15-LOX-1 was introduced into HCT-116 colon cancer cell lines. Having confirmed 15-LOX-1 expression and activity it was observed that expression of 15-LOX-1 significantly decreased cell proliferation, cell motility, anchorage-independent growth, migration and invasion across Matrigel, the expression of the metastasis-related MTA-1 protein, neoangiogenesis and induced apoptosis. Mechanistically, most of these effects were arbitrated by the 15-LOX-1 mediated inhibition of the inflammatory transcription factor NF-&kappa / B via the orphan nuclear receptor PPAR&gamma / . In conclusion, we propose that 15-LOX-1 has anti-tumorigenic properties and can be exploited for therapeutic benefits.