Respostas transcriptômica e sistêmica de hormônios gastrintestinais à derivação gástrica em Y de Roux e sua correlação com homeostase glicêmica em pacientes obesas portadoras de diabetes mellitus tipo 2

• Main Author: Candian, Danielle Cristina Fonseca
• Other Authors: Waitzberg, Dan Linetzky
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: Bariatric surgery; Cirurgia bariátrica; Derivação gástrica; Diabetes mellitus tipo 2; Expressão gênica; Gastric bypass; Gastrointestinal tract; Gene expression; Incretin; Incretinas; Trato gastrointestinal; Type 2 diabetes mellitus
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5168/tde-13062018-080600/

Indivíduos obesos, portadores de diabetes mellitus tipo 2 (DM2), atingem controle glicêmico poucos dias após realização de derivação gástrica em Y de Roux (DGYR), antes mesmo de ocorrer perda de peso significativa. Entre os mecanismos propostos, para explicar o rápido controle glicêmico, a alteração da produção de hormônios gastrintestinais é muito estudada, porém pouco se explorou a expressão tecidual dos genes que os transcrevem. O presente estudo avaliou a resposta, em curto prazo, da expressão gástrica e intestinal de genes que transcrevem peptídeo semelhante ao glucagon 1 (GLP-1), peptídeo insulinotrópico dependente de glicose (GIP), peptídeo tirosina-tirosina (PYY) e grelina, e de níveis sistêmicos desses hormônios à DGYR, bem como, sua correlação com homeostase glicêmica pós-operatória. Mulheres obesas portadoras de DM2 (n=20) foram avaliadas antes e após 3 meses de DGYR. Todas as pacientes foram avaliadas em conjunto e, posteriormente, divididas em dois subgrupos de doentes, determinados pelo grau de remissão pós-operatória de DM2 (parcial ou completa) de acordo com o critério ADA. Biopsias do corpo e fundo gástrico, duodeno, jejuno e íleo foram coletadas por enteroscopia de duplo balão para análise de expressão dos genes GCG (precursor do GLP-1), GIP (precursor do GIP), PYY (precursor de PYY) e GHRL (precursor da grelina). As análises de expressão gênica foram feitas por abordagem global e alvo, por meio das técnicas de microarray e RT-qPCR, respectivamente. Concentrações plasmáticas dos hormônios transcritos pelos genes avaliados também foram dosadas em jejum e após teste de refeição mista, bem como níveis circulantes de peptídeo C, hemoglobina glicada (jejum), glicose, insulina e glucagon (jejum e após teste de refeição mista). Essa abordagem permitiu avaliar a correlação de dados teciduais de expressão gênica e de níveis circulantes de hormônios GI com marcadores sistêmicos de homeostase glicêmica. Após DGYR, alterações significativas na expressão de GCG, GIP, PYY e GHRL ocorreram ao longo dos segmentos GI estudados, em paralelo à melhora significativa de marcadores plasmáticos da homeostase glicêmica. Particularmente, aumento da expressão de GCG e diminuição da expressão de GIP ao longo do intestino foram acompanhados por alterações sistêmicas concordantes dos hormônios por eles transcritos. Essas alterações transcriptômicas se correlacionaram direta (GCG) e inversamente (GIP) com níveis de insulina e glicose, e, inversamente, com níveis de hemoglobina glicada (GCG e GIP). Apenas o hormônio GLP-1 se correlacionou inversamente com níveis de hemoglobina glicada. Além disso, as pacientes com remissão completa de DM2 apresentaram, em relação às medidas pré-operatórias, aumento de GCG no jejuno e íleo, e aumento significativo da área sob a curva de GLP-1 ativo após DGYR. No estômago excluso, ocorreu aumento da expressão de GHRL, mas os níveis sistêmicos de grelina não sofreram alterações significativas no pós-operatório. De acordo com nossos dados, DGYR modificou a expressão de genes que transcrevem hormônios GI capazes de influenciar a homeostase glicêmica. Essas alterações foram acompanhadas por modificações concordantes de níveis sistêmicos das incretinas GLP-1 e GIP e se correlacionaram com marcadores de melhora da homeostase glicêmica. Em conjunto, nossos resultados sugerem que DGYR pode influenciar a homeostase glicêmica por mecanismos que incluem modificação transcriptômica de genes relacionados a hormônios gastrintestinais === Obese subjects with type 2 diabetes mellitus (T2DM) achieve glycemic control few days after Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), even before significant weight loss occurs. Among all proposed mechanisms to explain the rapid glycemic control after surgery, alteration of gastrointestinal (GI) hormones production is widely studied, however, GI expression of these genes is still little explored. The present study evaluated the short-term response of gastric and intestinal expression of genes transcribing glucagon-like peptide 1 (GLP-1), glucose-dependent insulinotropic peptide (GIP), tyrosine-tyrosine peptide (PYY), and ghrelin and systemic levels of these hormones after RYGB, as well as their correlation with postoperative glycemic homeostasis. Obese women with T2DM (n = 20) were assessed before and after 3 months of RYGB. All patients were evaluated together and subsequently divided in two subgroups of patients, according the degree of postoperative T2DM remission (partial or complete), following ADA criteria. Biopsies of body and gastric fundus, duodenum, jejunum and ileum were collected by double-balloon enteroscopy for analysis of GCG (precursor of GLP-1), GIP (GIP precursor), PYY (precursor of PYY) and GHRL ghrelin precursor). Gene expression analysis was done by global and target approach, using microarray and RT-qPCR techniques, respectively. Plasmatic concentrations of hormones transcribed by the genes under study were also measured in fasted and after mixed meal test samples, as well as circulating levels of C peptide, glycated hemoglobin (fasting), glucose, insulin and glucagon (fasting and after mixed meal test). This approach allowed the correlation of tissue expression data and circulating levels of GI hormones with systemic markers of glycemic homeostasis. After RYGB, significant changes in GCG, GIP, PYY and GHRL expression were observed along the studied GI segments, in parallel with significant improvement in plasma markers of glycemic homeostasis. In particular, increased GCG expression and decreased GIP expression throughout the small intestine was followed by consistent systemic alterations of its related hormones. These transcriptomic changes are directly (GCG) and inversely (GIP) correlated with insulin and glucose levels and inversely with glycated hemoglobin levels (GCG and GIP). Only GLP-1 was inversely correlated with glycated hemoglobin levels. In addition, regarding the preoperative measurements, patients with complete T2DM remission presented increased GCG in jejunum and ileum, and significant increase in the area under curve of active GLP-1 after RYGB. In the excluded stomach, an increase in GHRL gene expression was recognized, but systemic levels of ghrelin did not changed significantly. According to our data, RYGB altered the expression of genes that transcribe GI hormones related to glycemic homeostasis. These changes were followed by expected modifications of GLP-1 and GIP incretin systemic levels and were correlated with improved glycemic homeostasis markers. Taken together, our results suggest that RYGB can influence glycemic homeostasis by mechanisms that include transcriptomic modification of genes related to gastrointestinal hormones