Infektobesitás: az adenovirus-36 fertőzés és az elhízás értékelése

* A levelezés szerzője:

Orvostudományi Kar, Kafkas Egyetem Orvosi Mikrobiológiai Tanszék, 36100 Kars, Törökország

Orvostudományi Kar, Atatürki Egyetem Orvosi Mikrobiológiai Tanszék, 25240 Erzurum, Törökország

Absztrakt

Az elhízás, amely egyes ráktípusokat és más betegségeket okoz, nemcsak globális közegészségügyi probléma, hanem az ország gazdaságát is befolyásoló tényező. Az elhízás etiológiájában fontos szerepet játszik az endokrinális, környezeti, neuronális és genetikai tényezők. Amikor megfigyelték annak lehetőségét, hogy az SMAM-1 állati vírus összefüggésben lehet az elhízással, az elhízási vizsgálatok humán adenovírusokra összpontosítottak. Az adenovírust-36 először 1978-ban izolálták, és ez volt az első humán adenovírus, amelyet az elhízás szempontjából teszteltek. Mindkét in vivo és in vitro tanulmányok igazolták az adenovírus-36 jelenléte és az elhízás közötti szoros kapcsolatot. Ezért nagyszabású, különféle etnikumokat és korcsoportokat tartalmazó tanulmányra van szükség az elhízás világméretű járványának és annak vírusokkal való kapcsolatának felderítéséhez.

Az első benyújtott tervezet: 2016. február 6 .; Közzétételre elfogadva: 2016. március 02 .; Online közzététel: 2016. március 23

Áttekintés

Az elhízás az egyik legfontosabb közegészségügyi probléma mind a felnőttek, mind a gyermekek körében [1]. Az endokrinális, környezeti, neuronális és genetikai tényezők fontos szerepet játszanak az elhízás etiológiájában, amelyet a mai egyik legnagyobb egészségügyi problémának neveznek [2]. Az elhízás jelentősége az emberi egészséget befolyásoló jelenlegi társadalmi problémák között, mint például az intenzív városi élet, az étkezési szokások megváltozása és sok más ok, napról napra növekszik. Ezenkívül az elhízás okozta halálozási arány drámai módon növekszik egyes társadalmakban. A WHO legutóbb frissített, 2015. januári adatai szerint 2014-ben közel 600 millió elhízott és 1,9 milliárd túlsúlyos személy volt a világon, és becslések szerint ez a szám 2015-ben közel 700 millió elhízott és 2,3 milliárd túlsúlyos lesz [3]. Az elhízás, amely egyes ráktípusokat és más betegségeket, például szív- és érrendszeri betegségeket, magas vérnyomást, cukorbetegséget és mozgásszervi betegségeket okoz, nemcsak globális közegészségügyi probléma, hanem olyan tényező is, amely hatással van egy ország gazdaságára [4–7]. Az elhízás a gyermekek és a felnőttek közel 25–30% -át érinti, és mind a fejlődő, mind a fejlett országokban egyre gyakrabban fordul elő [5,8–9].

Bár a táplálkozás és az életmód alapvető változásai megkezdődtek, ezt a globális problémát nem sikerült megoldani. Az elhízás számos országban történő gyors terjedésének megfigyelésétől továbbra is fennáll a kérdés, hogy a kórokozók szerepet játszanak-e az elhízásban vagy sem. Amikor kiderül annak a lehetősége, hogy az SMAM-1 állati vírus összefüggésben lehet az elhízással, az elhízás-vizsgálatok az emberi adenovírusokra összpontosítanak. Ezek az SMAM-1 állati vírusvizsgálatok fontos tanulmányok, amelyek jelzik az elhízás és a vírus kapcsolatát, és ezeket más tanulmányokban alapforrásként használták [10,11]. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy ezek a szerek kapcsolatban lehetnek az emberi elhízással. Néhány bizonyíték állati és in vitro tanulmányok szerint három emberi adenovírus (Adv5, Adv36, Adv37) kapcsolatban áll az emberi elhízással [12–17].

Adenovirus-36 és elhízás

Az adenovírusok közepes méretűek és ikozaéderes, köpeny nélküli, egy lineáris és dsDNS vírusok családja [18]. Emberben az adenovírusok tipikusan akut felső légúti fertőzéseket, enteritist vagy kötőhártya-gyulladást okoznak [19,20]. Tünetmentesen fennállhatnak felnőtt embereknél is [21]. Az adenovírusnak több mint 50 immunológiailag különböző szerotípusa van, amelyek fertőzéseket okozhatnak emberben [22]. A humán adenovírusokat további hét alcsoportba sorolták (A – G) hemagglutinációs tulajdonságaik és szekvencia homológiájuk alapján [23].

Az adenovírust-36 (Adv36) először cukorbeteg és enteritisben szenvedő lány székletéből izolálták Németországban 1978-ban [23], 1980-ban jelentették az American Type Culture Collection számára, és ez volt az első emberi adenovírus, amelyet az elhízás szempontjából teszteltek. [24]. A vírus a D. alcsoportba tartozik. Több éven keresztül vizsgálták annak bizonyítékát, hogy az Adv36 az elhízási járvány járuléka. Kimutatták, hogy az Adv36 a visceralis zsírszövet növekedéséhez vezethet kísérleti állatokban, például csirkében, egerekben és majmokban. Ezek a tanulmányok kimutatták, hogy az Adv36 által kiváltott elhízás paradox módon alacsonyabb szérum koleszterinszintet és triglicerideket tartalmaz, ugyanaz, mint az SMAM-1 által kiváltott elhízás [25–27]. Az Adv36 által kiváltott elhízás kivizsgálása után mindkettő in vivo és in vitro tanulmányok a kérdés lehetséges mechanizmusára összpontosítottak.

In vivo & in vitro tanulmányok

In vitro tanulmányok kimutatták, hogy a 3T3 ‐ L1 és az emberi zsírszármazékú ős/sztróma sejtek Adv36-fertőzése felgyorsítja az emberi preadipociták differenciálódását és szaporodását adipocitákká [28–30]. Sőt, a vírus lipid felhalmozódást és a GPDH szintjének növekedését is okozta a 3T3-L1 sejtvonalban. Ennek a vizsgálatnak az eredménye azt mutatta, hogy a 3T3-L1 sejtek adenovírusfertőzése megnövekedett számú differenciált adipocitát, GPDH enzimszintet és az összes sejt lipidtartalmat eredményez. Így elmondható, hogy a GPDH enzimszint növekedése hozzájárul a lipidek differenciálódásához és felhalmozódásához az emberi preadipocitákban [31]. A túlzott zsírosság a glikémiás kontroll korrupciójával és a máj lipidtartalmának megnövekedett mennyiségével függ össze.

A legtöbb in vitro az Adv36-mal és az elhízással kapcsolatos vizsgálatok azt mutatták, hogy az általa E4orf1 gén, az Adv36 adipogén elköteleződést, lipid felhalmozódást és proliferációt indukál az emberi adipocita progenitorokban, emellett növeli a sejtek glükóz- és lipidfelvételét [32–34]. Másrészt egy tanulmány bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy amikor a E4orf1 az Adv36 vírus génhelyét inszertáltuk a 3T3-L1 sejtekbe, a C/EBP-β, a PPARγ-2 és a GPDH-t mind stimuláltuk. Ez arra utal, hogy a vírusgén E4orf1 felelős az adipocita differenciálódás stimulálásáért [35]. Másrészről más vizsgálatok bizonyítékokat találtak arra, hogy az Adv36 E4orf1 a gén helye felelős a megnövekedett sejt glükózfelvételért az inzulintól függetlenül a PI3K jelátvitel szabályozásával és a Ras molekula növelésével [22,30,36]. A glükóz sejtfelvételét ezután jelentősen megnövelték az E4orf1-gyel Ras-szignalizációval transzfektált 3T3-L1 sejtekben [22]. Így az E4orf1 javíthatja a glikémiás kontrollt, még magas zsírfogyasztás és károsodott inzulinjelzési körülmények között is, és új antidiabetikus szer lehet [22,37].