Studio comparativo sullo sviluppo dell'Organo Adiposo nell'uomo e nel topo. Potenziali correlazioni morfo-funzionali

The main tissues forming the parenchyma of the Adipose Organ are White Adipose Tissue (WAT) and Brown Adipose Tissue (BAT). Both white and brown adipocytes are found together at discrete anatomical locations and they cooperate functionally to maintain energy homeostasis. The multilocular UCP1-positive adipocytes that are interspersed among white adipocytes, are also known as brite or beige adipocytes. This study aims to characterize developmental patterns of BAT and WAT in specific anatomical locations by comparing fetal and adult human fat depots. Several anatomical locations of the subcutaneous and visceral compartments were evaluated in 12 human subjects during fetal development (from 16 up to 39 weeks) using immunohistology and TEM. Lipid accumulation was first detected in the vasculo-adipocytic anlages in the upper portion of the subcutaneous area. In particular, the cervical depot had a layered structure where the vast majority of adipocytes in deep as well as superficial layers, had a clear multilocular UCP1-positive aspects. Interscapular BAT was also detected quite early in development before the accumulation of the visceral fat depots such as the peri-renal and the mediastinal (para-aortic) fat. IN all the depots analyzed, adrenergic fibers appeared in the fat anlages only in the final stage of development and after UCP1 protein expression. Zic1, used as brown adipocyte marker, have been tested in different depots and at different time points of development. Findings suggest that phenotypic conversion and/or other mechanisms may drive the “whitening” of some depots, leading to BAT disappearance in adult humans. Uncovering the mechanisms involved in brown/brite adipocyte recruitment and maintenance in adult humans, would have the potential to inspire therapeutic strategies that increase energy expenditure and to curb obesity and metabolic diseases. 

I tessuti principali che costituiscono l’organo adiposo sono due: il tessuto adiposo bianco (WAT) e il tessuto adiposo bruno (BAT). Essi sono costituiti da cellule assai differenti per caratteristiche morfologiche, biochimiche e funzionali; tuttavia sono entrambi presenti nello stesso organo all’interno del quale cooperano funzionalmente per il mantenimento dell’omeostasi energetica. Si trovano inoltre zone miste nelle quali si è identificato un terzo tipo cellulare chiamato pauciloculare o brite/beige. Gli adipociti in questione presentano caratteristiche morfologiche e funzionali intermedie tra i tipici adipociti bianchi e quelli bruni, risultando scarsamente positivi per l’UCP1 e con una morfologia multiloculare ma con una goccia lipidica prevalente nel citoplasma. Il presente studio ha lo scopo di caratterizzare i modelli di sviluppo del BAT e del WAT in specifiche sedi anatomiche, confrontando i depositi di grasso umano fetali con gli stessi dei soggetti umani adulti. A tal fine sono stati analizzati diversi depositi in sedi anatomiche dei compartimenti sottocutanei e viscerali prelevati in 12 soggetti umani durante lo sviluppo fetale (da 16 fino a 39 settimane) utilizzando tecniche di immunoistologia e la TEM. I primi accumuli lipidici si riscontrano nelle isole vascolo-adipocitiche localizzate nella parte superiore del tronco a livello sottocutaneo. In particolare abbiamo studiato il deposito cervicale che mostra una struttura a strati dove la stragrande maggioranza degli adipociti presenti nei livelli superficiali così come in quelli profondi, è caratterizzata da un chiaro aspetto multiloculare e UCP1-positivo. Anche il deposito interscapolare di BAT è visualizzabile in fasi precosi di sviluppo e comunque prima degli accumuli di grasso viscerale presi in esame come il peri-renale ed il para-aortico (mediastinico). In tutti i depositi analizzati, le fibre adrenergiche appaiono nelle isole adipocitiche solo nella fase finale dello sviluppo e solo dopo l’espressione della proteina UCP1. Nei depositi presi in considerazione, in corrispondenza di diversi momenti dello sviluppo, è stato testato lo Zic1, un marker del fenotipo bruno. I risultati suggeriscono che la conversione fenotipica e/o altri meccanismi possono guidare il "whitening” di alcuni depositi, che porta alla scomparsa del BAT negli esseri umani adulti. Scoprire i meccanismi coinvolti nel reclutamento degli adipociti bruni / Brite e il loro mantenimento negli esseri umani adulti avrebbe il potenziale per ispirare strategie terapeutiche che aumentano la spesa energetica nonché per frenare l'obesità e le malattie metaboliche.