Em pacientes obesos com diabetes mellitus tipo 2 (DM2), o controle glicêmico pode ser observado em poucos dias após derivação gástrica em Y de Roux (DGYR), antes de ocorrer significativa perda de peso. Dentre os mecanismos propostos para explicar esse benefício metabólico, aqueles que envolvem adaptações gastrintestinais (GI) em resposta às mudanças anatômicas cirúrgicas são os mais consistentes. O presente estudo avaliou a resposta global do transcriptoma gastrintestinal à DGYR em pacientes obesos responsivos à remissão pós-operatória de DM2 e sua correlação com marcadores de homeostase glicêmica. Vinte pacientes adultas obesas com DM2 e candidatas à DGYR foram incluídas, de acordo com critérios específicos. Todas foram submetidas à técnica de DGYR, por laparotomia padronizada e acompanhadas até um ano após DGYR, para classificação dos pacientes responsivos (R) e não responsivos (NR) à remissão de DM2, de acordo com o critério da American Diabetes Association (ADA). Variáveis clínicas e bioquímicas envolvidas na homeostase glicêmica foram avaliadas no pré-operatório e, mensalmente, até 90 dias pós-operatórios. Análises transcriptômicas gastrintestinais foram desenvolvidas por técnica de microarray (Genechip 1.0 ST Array; AffymetrixTM), a partir de RNA obtido de biópsias de estômago corpo alto (ECA), estômago corpo médio (ECM), duodeno, jejuno e íleo, coletadas por enteroscopia de duplo balão (EDB), no período pré-operatório e após 90 dias da DGYR. O método não paramétrico Rank Products (RP) foi utilizado para a seleção dos genes diferencialmente expressos (DEGs). Os DEGs identificados por RP foram submetidos ao programa Ingenuity Pathways Analysis (IPA), para a seleção de genes dentro das seguintes funções relacionadas à fisiopatologia do DM2: 1) Metabolismo dos Carboidratos; 2) Metabolismo Lipídico; 3) Metabolismo dos Aminoácidos, 4) Doenças Metabólicas e 5) Desordem do Sistema Endócrino. DEGs relacionados a essas cinco funções foram submetidos a análises de agrupamento hierárquico de Person, classificação funcional de ontologia gênica (GOslim ontology), análise de enriquecimento funcional (software DAVID, com uso de banco de dados KEGG e Biocarta) e de vias canônicas pelo software IPA. Essas análises foram feitas separadamente em pacientes R e NR. DEGs de interesse foram validados por RT-qPCR usando o sistema de ensaio Taqman® e equipamento 7500 FastTM (Life Technologies). O coeficiente de correlação de Spearman correlacionou variáveis clínicas e bioquímicas com variáveis transcriptômicas. Das 20 pacientes estudadas, 12 foram classificadas como R e 8 como NR. Nas 5 funções de interesse, o número de DEGs encontrado no grupo R foi: 99 (ECA), 26 (ECM), 62 (duodeno), 241 (jejuno) e 63 (íleo). Dentre os DEGs encontrados no duodeno, 8 apresentaram correlação positiva forte a muito forte (coeficiente de Spearman > 0,7) com alterações das concentrações sistêmicas de glicemia ou hemoglobina glicada. Destes, LDLR, MMP1, NPC1L1 e SLC2A5 foram submetidos à análise de RT-qPCR e validados pelo método. De acordo com as análises de enriquecimento funcional e vias canônicas entre grupos (R e NR), apenas a via LXR/RXR, representativa de DEGs encontrados no duodeno de pacientes R, apresentou associação com remissão do DM2. Nos demais segmentos gastrintestinais, essas análises não identificaram vias representativas relacionadas com DM2, embora alguns de seus DEGs estivessem potencialmente envolvidos com marcadores da homeostase glicêmica. Em conclusão, DGYR induziu modificações transcriptômicas gastrintestinais em pacientes obesos com remissão pós-operatória de DM2 e algumas delas foram associadas com marcadores de homeostase glicêmica, principalmente por meio de alterações na via LXR no duodeno / In obese patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM), glycemic control is observed within a few days after Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), even before significant weight loss. Among the mechanisms proposed to explain this metabolic benefit, those involving gastrointestinal (GI) adaptations in response to surgical anatomical rearreagement are the most consistent. The present study evaluated the global response of the gastrointestinal transcriptome to DGYR in obese patients responsive to postoperative remission of T2DM and its correlation with markers of glycemic homeostasis. Twenty adult obese patients with T2DM diagnosis and candidates to RYGB were included, according to specific criteria. All of them were submitted to standardized laparotomy RYGB surgery and followed until one year after RYGB, for the patients classification as responsive (R) and non-responsive (NR) to T2DM remission according to the American Diabetes Association (ADA) criteria. Clinical and biochemical variables involved in glycemic homeostasis were evaluated at preoperative and monthly up to 90 postoperative days. GI transcriptomic analyzes were performed by microarray technique (Genechip 1.0 ST Array; AffymetrixTM), in RNA samples obtained from biopsies of the stomach cardia (SC), stomach fundus (SF), duodenum, jejunum and ileum, collected by double-balloon enteroscopy (DBE) at pre-postoperative and 90 days after RYGB. The non-parametric Rank Products (RP) method was used for selection of differentially expressed genes (DEGs). DEGs identified by RP were submitted to the Ingenuity Pathways Analysis (IPA) program for its selection within the following functions: 1) Carbohydrate Metabolism; 2) Lipid Metabolism; 3) Amino Acids Metabolism, 4) Metabolic Diseases and 5) Endocrine System Disorder. DEGs related with these five functions were submitted to the analysis of Pearson hierarchical clustering, functional classification of gene ontology (GOslim), functional enrichment (DAVID software, using KEGG and Biocarta database), and canonical pathways (IPA). These analyzes were performed separately in R and NR groups. DEGs of interest were validated by RT-qPCR using Taqman® assays in 7500 FastTM (Life Technologies). The Spearman correlation coefficient correlated clinical and biochemical variables with DEGs. From the 20 patients studied, 12 were classified as R and 8 as NR. In the 5 functions of interest, the number of DEGs found in R group were: 99 (SC), 26 (SF), 62 (duodenum), 241 (jejunum) and 63 (ileum). Among the DEGs found in the duodenum, 8 presented a strong to a very strong positive correlation (Spearman coefficient > 0.7) with systemic concentrations of glycemia or glycated hemoglobin. Of these genes, LDLR, MMP1, NPC1L1 and SLC2A5 were subjected to RT-qPCR analysis and validated by the method. According to the functional enrichment and canonical pathways analyzes between groups (R and NR), only the LXR/RXR pathway, representative of DEGs found in the duodenum of R patients, was associated with T2DM remission. In the other GI segments, these analyzes did not identify representative pathways related to T2DM, although some of their DEGs were potentially involved with markers of glycemic homeostasis. In conclusion, RYGB induced gastrointestinal transcriptomics changes in obese patients with postoperative remission of T2DM and some of these were associated with markers of glycemic homeostasis, mainly by changes in LXR pathway in the duodenum
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-05062017-164430 |
| Date | 16 March 2017 |
| Creators | Kobal, Priscila Sala |
| Contributors | Giannella Neto, Daniel, Waitzberg, Dan Linetzky |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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