Efecto de la gastrectomía vertical laparoscópica en la expresión y metilación del ADN de genes relacionados con el metabolismo energético y la inflamación en leucocitos de sangre periférica

Abstract

La obesidad induce alteraciones del metabolismo energético y las vías de la inflamación, con consecuencias graves a nivel sistémico. La gastrectomía vertical laparoscópica (GVL) es la técnica bariátrica más habitualmente usada a nivel mundial, pero poco se conoce de los cambios que provoca a nivel molecular. El presente estudio tuvo como objetivo analizar, en leucocitos de sangre venosa periférica (LSP) de una cohorte de pacientes bariátricos, los efectos de la GVL sobre la expresión y la metilación del ADN de una serie de genes relacionados con la inflamación y el metabolismo energético. Entre julio 2013 y junio 2014, se obtuvieron muestras de un grupo de pacientes obesos con indicación de cirugía bariátrica (n=35) en 3 puntos del proceso de pérdida de peso: antes de recibir ninguna intervención (t0), después de dos semanas de dieta de muy bajas calorías (t1) y a los 6 meses de recibir una GVL (t2). Se extrajo también una muestra de sangre de un grupo control (n=33), compuesto por sujetos delgados y sanos. En todas las muestras, se analizó la expresión en LSP de 12 genes (GHRL, NAMPT, IRS1, FTO, CCL2, TNF, FAS, LEP, PPARG, ADIPOQ, FASN y MC4R) mediante reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa. En 6 pacientes y 6 controles, se analizó además el estado de metilación del ADN de los promotores de los genes GHRL, NAMPT y FAS mediante pirosecuenciación por bisulfito. Siete de los 12 genes analizados presentaron expresión detectable en LSP (GHRL, NAMPT, IRS1, FTO, CCL2, TNF y FAS). A los 6 meses de la GVL, se observó un aumento de la expresión de FTO y un descenso de la expresión de FAS y CCL2. El estado de metilación del ADN del promotor de GHRL varió de forma harmónica en los 4 sitios CpG explorados, aumentando tras la dieta y disminuyendo a los 6 meses de la GVL. IRS1 y NAMPT presentaron mayor expresión basal en aquellos pacientes que antes de recibir ningún tratamiento tenían un índice de masa corporal ≥40 kg/m2 y una proteína C-reactiva ≥5 mg/L, respectivamente. No se encontró ningún gen cuya expresión o metilación basal permitiera predecir la evolución del peso ni la resolución de comorbilidades al año de seguimiento tras la GVL.

Obesity causes an alteration of metabolic and inflammatory pathways that have serious systemic consequences. Despite being the most frequently used bariatric technique, the molecular changes induced by a laparoscopic sleeve gastrectomy (LSG) have been to date poorly investigated.

The aim of this study was to analyze, in peripheral blood leukocytes (PBL) of a cohort of bariatric patients, the effects of LSG on the expression and DNA methylation of a number of genes related to energetic metabolism and inflammation.

From July 2013 to June 2014, 35 bariatric patients and 33 healthy lean volunteers were recruited. Data was obtained once on the control group and at 3 different times on the bariatric patients: before very low calorie diet (t0), before LSG (t1) and 6 months after LSG (t2). In all samples, molecular data of PBL included expression of ghrelin (GHRL), visfatin (NAMPT), insulin receptor substrate 1 (IRS1), fat mass and obesity related gene (FTO), leptin (LEP), peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG), adiponectin (ADIPOQ), fatty acid synthase (FASN), melanocortin 4 receptor (MC4R), fas cell surface death receptor (FAS), tumor necrosis factor alpha (TNF) and chemokine (C-C motif) ligand 2 (CCL2) genes analyzed by quantitative real-time polymerase chain reaction. An exploratory study of DNA methylation of GHRL, NAMPT and FAS promoters, analyzed by bisulfite pyrosequencing, was also performed on samples from 6 patients and 6 controls.

Seven genes (GHRL, NAMPT, IRS1, FTO, FAS, TNF and CCL2) had detectable expression in peripheral PBL. At 6 months after surgery, an increase of FTO expression and a decrease of FAS and CCL2 expressions were detected. During the weight loss process, all studied CpG sites in the GHRL gene promoter followed a consistent pattern of DNA methylation/demethylation, increasing after diet and decreasing 6 months after surgery. Among patients, those with body mass index ≥40 kg/m2 had a higher baseline expression of IRS1 and those with a C-reactive protein ≥5 mg/L had a higher baseline expression of NAMPT. No molecular data allowed to predict the evolution of weight loss or comorbidities resolution 1 year after the LSG.