Development of an in vitro screening system for detection of obesogenic substances in the environment.

Datum: 4 juni 2014

Locatie: Campus Groenenborger - Lokaal V0.08 - Groenenborgerlaan 171 - 2020 Antwerpen

Tijdstip: 15 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Anna Pereira-Fernandes

Promotor: Ronny Blust

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Anna Pereira-Fernandes - Departement Biologie, Faculteit Wetenschappen.



Abstract

Een hoge calorie-inname en een gebrek aan fysieke activiteit worden beschouwd als de belangrijkste oorzaken van obesitas ontwikkeling, maar andere extra factoren zouden mogelijk een additioneel effect kunnen hebben. Een van deze factoren is de verhoogde blootstelling aan verontreiniging. Deze hypothese stelt dat milieuverontreinigende stoffen zoals bijvoorbeeld endocrien verstorende stoffen (EVS) een rol spelen in de ontwikkeling van obesitas en andere metabole ziekten. De toenemende bezorgdheid van wereldwijde gezondheid instanties zoals de WHO over de nadelige effecten van milieuverontreinigende stoffen benadrukt de drang om screening systemen voor zogenaamde ‘metabole verstoorders’ te ontwikkelen. Bovendien ontwikkeld er zich een paradigmashift in toxiciteit testen van in vivo testen naar mechanistische in vitro testen, daarom groeit ook het belang van het ontwikkelen van in vitro testsystemen en het ontrafelen het werkingsmechanisme van obesogene stoffen.


In dit proefschrift werden de 3T3-L1 cellen, het meest gekarakteriseerde adipogene celsysteem beschreven op dit moment, gebruikt om het effect van EVS op adipocytdifferentiatie te evalueren . Een in vitro screening systeem voor obesogene stoffen gebaseerd op de lipide accumulatie van 3T3 -L1 cellen werd ontwikkeld, geëvalueerd en gestandaardiseerd. Een reeks van EVS werden gescreend met behulp van deze gestandaardiseerde differentiatie test. De obesogene eigenschappen van sommige eerder beschreven obesogenen werden bevestigd, terwijl ook nieuwe potentiële obesogenen werden gedetecteerd. Bovendien werden omics benaderingen gebruikt om het werkingsmechanisme van deze stoffen te ontrafelen. In een eerste omics studie werd de stabiliteit en de reproduceerbaarheid van transcriptomics in de 3T3-L1 cellen bevestigd. In een volgende studie werden de transcriptoom profielen van EVS blootgestelde 3T3-L1 cellen geanalyseerd. Als zodanig was het mogelijk om niet-obesogene stoffen te onderscheiden van obesogenen, en bovendien sterke en zwakke obesogenen te scheiden op basis van transcriptomics resultaten. Deze resultaten leidde tot de selectie van potentiële biomerkers voor de toekomstige ontwikkeling van screening systemen voor obesogeniciteit. In een laatste in vitro studie, werd de toegevoegde waarde van de integratie van proteomics en transcriptomics voor mechanistische analyse van obesogenen onderzocht. Vanwege het lage aantal geïdentificeerde eiwitten die differentieel tot expressie gebracht werden kon er echter geen duidelijke conclusie getrokken worden en zullen aanvullende experimenten nodig zijn.


Naast in vitro onderzoek kunnen epidemiologische studies waardevol zijn om de relevantie van in vitro systemen na te gaan en voor verdere optimalisatie en validatie van ontwikkelde systemen. De obesogene hypothese werd daarom verder getest in een epidemiologische studie door het gebruik van de gen-expressie van merker-genen als parameters in obesogene studies te evalueren. Genexpressie van obesitas merker-genen en concentraties persistente organische verontreinigende stoffen (POVS) werden gekwantificeerd in (gepaarde viscerale en subcutane) vetweefsel en serum stalen van obese patiënten. In het algemeen werden meer correlaties tussen POVS en genexpressie niveaus gevonden in viscerale vetstalen. We speculeren dat visceraal vet gevoeliger zou zijn voor POVS ten opzichte van subcutaan vet. Gezien het belang van visceraal vet in de ontwikkeling van obesitas-gerelateerde ziekten, stellen we voor dat POVS de genexpressie van adipokines in visceraal vet beïnvloeden en op die manier een rol kunnen spelen in de ontwikkeling van metabole ziekten.