Efecto de la ingesta crónica de fructosa sobre los niveles plasmáticos de microRNAs relacionados con la adipogénesis en ratas Wistar Público Deposited
High fructose intake through sugar-sweetened beverages induces metabolic and endocrine changes in adipose tissue (AT). It has been suggested that microRNAs (miRNAs) contained in extracellular vesicles (EVs) are some of the endocrine signals secreted by adipocytes, which can regulate diverse cellular processes, including adipocyte differentiation and metabolism. However, the effect of fructose exposure on the secretion of some miRNAs by tissues and cells has been poorly studied. This study aimed to evaluate the effect of chronic fructose exposure on the secretion of some selected miRNAs in VEs in plasma and epididymal TA of Wistar rats and supernatant and adipocytes of the 3T3-L1 cell line. Twenty male Wistar rats, weighing 100-120 g, exposed to 20% (w/v) fructose in drinking water for eight weeks were used for this study. The biochemical profile and the levels of adipokines were evaluated. The number and size of VEs were determined using the nanoparticle tracking analysis method. The levels of miR-21-5p, miR-140-5p, miR-143-5p, miR-146b-5p, miR-148a5p, miR-223-3p, miR-342-3p, and miR-450a-5 were determined in plasma VEs and TA by RT-qPCR. 3T3-L1 cells were cultured in 550 µM fructose and/or standard medium from days two to six of differentiation. The number and size of VEs were determined using the nanoparticle tracking analysis method. VEs markers (CD63, ANXA2, and CD81) were evaluated by Western blot. The levels of miR-21-5p, miR-140-5p, miR143-5p, miR-146b-5p, miR-148a-5p, miR-223-3p, miR-342-3p, and miR-450a-5 were determined in VEs of supernatants and cells by RT-qPCR. In experiments carried out on rats, fructose intake for eight weeks In experiments carried out on rats, fructose intake for eight weeks induced an increase in glucose levels, HOMA-IR, insulin, triglycerides, and a decrease in HDL cholesterol, together with an increase in the levelsof adiponectin, leptin, and IL-1β. Furthermore, fructose ingestion increased miR-143- 5p levels in VEs, while miR-223-3p and miR-342-3p levels decreased. Likewise, in TA of rats with fructose ingestion, the area of adipocytes increased along with the increased expression of miR-143-5p and decreased miR-223-3p and miR-342-3p. On the other hand, in 3T3-L1 cells, fructose exposure induced an increase in miR143-5p levels in supernatant VEs, while miR-223-3p decreased. Likewise, exposure to fructose promoted an increase in the expression of miR-140-5p, miR-143-5p, miR-146b-5p, miR-148a-5p, miR-223-3p and miR-342-3p in the 3T3-L1 cells. Furthermore, antagonism of miR-143-5p (antisense oligonucleotides) in 3T3-L1 cells exposed to fructose reduced lipid accumulation, without decreasing the expression of Pparg, Cebpa and Glut4, while the expression of Lpl increased. In conclusion, this work demonstrates that fructose regulates the levels of miRNAs in VEs both in vivo and in vitro. In particular, fructose exposure modified the adipogenic miRNAs miR-143-5p, miR-223-3p, and miR-342-3p in rats and 3T3-L1 cells. Therefore, fructose can generate proadipogenic signals mediated by miRNAs in EVs from adipocytes; thus, they could participate in the development of obesity.
La alta ingesta de fructosa a través de las bebidas azucaradas induce cambios metabólicos y endocrinos en el tejido adiposo (TA). Se ha sugerido que los microRNAs (miRNAs) contenidos en vesículas extracelulares (VEs) son algunas de las señales endocrinas secretadas por los adipocitos, las cuales pueden regular diversos procesos celulares, incluyendo la adipogénesis y el metabolismo. Sin embargo, el efecto de la exposición a fructosa sobre la secreción de algunos miRNAs por tejidos y células está poco estudiada. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la exposición a crónica de fructosa sobre la secreción de algunos miRNAs seleccionados en VEs en plasma y TA epididimal de ratas Wistar y en sobrenadante y adipocitos de la línea celular 3T3-L1. Para este estudio se utilizaron 20 ratas Wistar macho, con un peso de 100-120 g, expuestas a 20% (p/v) de fructosa en el agua de beber por ocho semanas. El perfil bioquímico y los niveles de adipocinas fueron evaluados. El número y tamaño de VEs se determinaron mediante el mediante el método de análisis de seguimiento de nanopartículas. Los niveles del miR-21-5p, miR-140-5p, miR-143-5p, miR-146b-5p, miR-148a-5p, miR-223-3p, miR-342-3p y miR-450a-5 se determinaron en VEs del plasma y TA mediante RT-qPCR. Las células 3T3-L1 fueron cultivadas en presencia de 550 μM de fructosa y/o medio estándar del día dos al seis de diferenciación. El número y tamaño de VEs se determinaron mediante el mediante el método de análisis de seguimiento de nanopartículas. Los marcadores de VEs (CD63, ANXA2 y CD81) se evaluaron mediante Western blot. Los niveles del miR-21-5p, miR-140-5p, miR-143- 5p, miR-146b-5p, miR-148a-5p, miR-223-3p, miR-342-3p y miR-450a-5 se determinaron en VEs de sobrenadantes y células mediante RT-qPCR. En los experimentos realizados en ratas, la ingesta de fructosa durante ocho semanas indujo un aumento en los niveles de glucosa, HOMA-IR, insulina, triglicéridos y unadisminución del colesterol HDL, junto con un incremento de los niveles de adiponectina, leptina e IL-1β. Además, en el plasma, se observó que la ingesta de fructosa promovió el aumento en los niveles del miR-143-5p en VEs, mientras que los niveles del miR-223-3p y del miR-342-3p disminuyeron. También, en el TA de estos animales se observó un aumentó el área de los adipocitos junto con el incrementó la expresión del miR-143-5p y disminuyó el miR-223-3p y miR-342-3p. Por otro lado, en las células 3T3-L1 expuestas a fructosa se indujo el aumento en los niveles del miR143-5p en VEs del sobrenadante, mientras que el miR-223-3p disminuyó. Asimismo, la exposición a fructosa promovió el aumento en la expresión del miR-140- 5p, miR-143-5p, miR-146b-5p, miR-148a-5p, miR-223-3p y miR-342-3p en las células 3T3-L1. Cuando se hizo la inhibición del miR-143-5p (oligonucleótidos antisentido) en células 3T3-L1 expuestas a fructosa se redujo la acumulación de lípidos, sin disminuir la expresión de Pparg, Cebpa y Glut4, mientras que la expresión de Lpl aumentó. En conclusión, este trabajo demuestra que la fructosa regula los niveles de miRNAs en VEs tanto in vivo como in vitro. En particular, la exposición a la fructosa modificó los miRNAs adipogénicos miR-143-5p, miR-223-3p y el miR-342-3p en ratas y en células 3T3-L1. Por lo que, la fructosa puede generar señales proadipogénicas mediadas por miRNAs en VEs provenientes de los adipocitos, de esta manera, podrían participar en el desarrollo de la obesidad.
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