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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23027
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Tribolium castaneum como modelo para estudo de obesidade: efeitos de dietas hipercalóricas no metabolismo e fisiologia do inseto |
Título(s) alternativo(s): | Tribolium castaneum as a model to study obesity: effects of hypercaloric diets on the metabolism and physiology of the insect |
Autor: | Tavares, Matheus Paiva Santos |
Primeiro orientador: | Majerowicz, David |
Primeiro membro da banca: | Martins, Mariana Renovato |
Segundo membro da banca: | Mello, Vanessa de Souza |
Terceiro membro da banca: | Ramos, Isabela Barbosa |
Quarto membro da banca: | Araujo, Helena Maria Marcolla |
Resumo: | A obesidade causa graves consequências para a saúde dos indivíduos, desencadeando doenças como diabetes tipo II, hipertensão e outras. No Brasil, algumas previsões indicam que, até 2050, a maioria de sua população estará obesa e os gastos com tratamentos podem alcançar centenas de bilhões de dólares. A ausência de medicamentos eficazes, seguros e baratos para tratar a obesidade reduz as opções para combater essa doença. As semelhanças entre as vias metabólicas e de sinalização em insetos e mamíferos apoiam o uso desses artrópodes como modelos para investigar essa área. Além disso, dados genômicos e transcriptômicos e a eficiência da ferramenta RNAi corroboram o uso do besouro Tribolium castaneum como um modelo atraente para essa questão. Este projeto teve como objetivo investigar os efeitos de dietas hipercalóricas no metabolismo lipídico de T. castaneum e estabelecer o besouro como modelo para estudar obesidade e diabetes tipo II. As larvas foram alimentadas com farinha de trigo suplementada com várias fontes hipercalóricas, como azeite ou pó de gema de ovo (dieta rica em lipídeo), triptona (dieta rica em proteínas) e sacarose ou glicose (dietas ricas em carboidratos). A quantidade de triacilglicerol (TAG), carboidrato total, glicogênio e trealose foi medida usando um ensaio colorimétrico, enquanto a atividade da ATP-citrato liase (ACLY) foi medida usando um ensaio enzimático acoplado. Os lipídeos totais foram extraídos e analisados por espectrometria de massa. A expressão gênica foi determinada por PCR quantitativo e RNAseq. A suplementação com azeite causou um aumento no TAG em todo o corpo e retardou o crescimento das larvas. Outras dietas hipercalóricas foram testadas, mas apenas foi possível observar um aumento significativo no TAG em uma dieta de triptona de 10% (p/p). Quanto à expressão gênica, a dieta suplementada com azeite aumentou os níveis de carnitina palmitoiltransferase (CPT-1), um gene envolvido na beta-oxidação, e diacilglicerol aciltransferase (DGAT), um gene responsável por converter diacilglicerol em TAG. Por outro lado, uma dieta rica em proteínas diminuiu a expressão de genes relacionados à via anabólica de lipídeos, como a ácido graxos sintase (FAS) e a acetil-CoA carboxilase (ACC). A atividade enzimática da ACLY não apresentou alterações em larvas alimentadas com proteína. Além disso, dados transcriptômicos mostram níveis aumentados de genes relacionados a processos cuticulares. Os níveis de glicogênio aumentaram em uma dieta suplementada com azeite, enquanto diminuiram em uma dieta rica em proteínas. Esses resultados indicam que dietas hipercalóricas parecem induzir fenótipos semelhantes à obesidade e diabetes em T. castaneum, mas são necessárias investigações adicionais para confirmar esse besouro como um modelo para estudar doenças metabólicas. |
Abstract: | Obesity causes severe consequences to people's health, leading to diseases like type II diabetes, hypertension, and others. In Brazil, some predictions indicate that, by 2050, most of its population will be obese, and the expenses for treatments could reach hundreds of billions of dollars. The absence of effective, safe, and cheap drugs to treat obesity reduces the options to combat this disease. The similarities between the metabolic and signaling pathways in insects and mammals support using these arthropods as models to investigate this area. Furthermore, genomic and transcriptomic data and RNAi tool efficiency corroborate using the beetle Tribolium castaneum as an attractive model. This project aimed to investigate the effects of hypercaloric diets on the lipid metabolism of T. castaneum and to establish the beetle as a model to study obesity and type II diabetes. Larvae were fed wheat flour supplemented with various hypercaloric sources such as olive oil or egg yolk powder (high-fat diet), tryptone (high-protein diet), or sucrose or glucose (high-sugar diet). The amount of triacylglycerol (TAG), total sugar, glycogen, and trehalose was measured using a colorimetric assay, while ATP-citrate lyase (ACLY) activity was measured using a coupled enzymatic assay. Total lipids were extracted and analyzed by mass spectrometry. Gene expression was determined by quantitative PCR and RNAseq. Olive oil supplementation caused an increase in TAG in the whole body and delayed larval growth. Other hypercaloric diets were tested, but it was only possible to observe a significant increase in TAG with a 10% w/w tryptone diet. As for gene expression, a diet supplemented with olive oil increased levels of carnitine palmitoyltransferase 1 (CPT-1), a gene involved in beta-oxidation, and diacylglycerol acyltransferase (DGAT), a gene responsible for converting diacylglycerol into TAG. On the other hand, a high-protein diet decreased the expression of genes related to the lipid anabolic pathway, such as fatty acid synthase (FAS) and acetyl-CoA carboxylase (ACC). The enzymatic activity of ACLY did not show any changes in larvae fed with protein. Moreover, transcriptomic data showed increased levels of genes related to cuticular processes. Glycogen levels increased in an olive oil-supplemented diet, while they decreased in a high-protein diet. These results indicate that hypercaloric diets induce phenotypes similar to obesity and diabetes in T. castaneum. However, further investigations are needed to confirm this beetle as a model to study metabolic diseases. |
Palavras-chave: | Dietas hipercalóricas Tribolium castaneum Triacilglicerol Obesidade - Dietoterapia Metabolismo de lipídeos Hypercaloric diets Triacylglycerol Obesity Lipid metabolism Gorduras na Dieta - Metabolismo Diabetes Mellitus Tipo 2 - Dietoterapia |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biociências |
Citação: | TAVARES, Matheus Paiva Santos. Tribolium castaneum como modelo para estudo de obesidade: efeitos de dietas hipercalóricas no metabolismo e fisiologia do inseto. 2024. 94 f. Dissertação (Mestrado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23027 |
Data de defesa: | 30-Jul-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Biociências |
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