Influence of obesity on allergic asthma development

Abstract

O aumento no número de eosinófilos (EO) nos tecidos, sangue e medula óssea (MO) são considerados eventos importantes na asma, e em geral, números elevados destas células estão correlacionados com a gravidade da doença. Dados epidemiológicos indicam que a obesidade aumenta a prevalência e incidência de asma alérgica e reduz seu controle. Acredita-se que a obesidade e a asma apresentam algumas etiologias comuns, principal-mente em suas bases genética. Entretanto, é possível que existam outros mecanismos bioló-gicos através dos quais a obesidade pode ser tanto a responsável pela causa como pelo a-gravamento da asma. O aumento do tecido adiposo parece elevar a produção de citocinas e quimiocinas, tais como IL-6, TNF-? e eotaxina. Camundongos geneticamente obesos apre-sentam hiperreatividade inata das vias aeríferas, porém pouca atenção tem sido dada ao recrutamento pulmonar de EO em animais obesos. Uma vez que o acúmulo seletivo de eo-sinófilos para as vias aeríferas é considerado um evento central na patogênese da asma, este estudo teve como objetivo investigar o influxo de eosinófilos para o pulmão e o papel das citocinas Th1 e Th2 neste processo, em camundongos obesos por indução de dieta. Foram utilizados camundongos C57bl6/J que receberam dieta hiperlipídica por dez semanas. Na oitava semana de tratamento, os animais foram sensibilizados com 2 injeções s.c de oval-bumina (OVA) com intervalo de sete dias entre as mesmas. Na semana seguinte, camun-dongos sensibilizados e não sensibilizados foram desafiados por via intranasal com OVA. Os camundongos foram sacrificados em diferentes tempos (24, 48, 72 e 96 h) após o desa-fio com OVA, e a contagem de EO no sangue, lavado broncoalveolar (LBA) e MO foi ava-liada. Camundongos obesos por indução de dieta hiperlipídica exibiram aumento no ganho de peso ponderal e no peso do tecido adiposo epididimal, bem como aumento nos níveis de colesterol total comparados com camundongos controle. O desafio intranasal com OVA em camundongos sensibilizados aumentou significativamente a contagem de EO no LBA em todos os tempos avaliados após o desafio com OVA. O número de eosinófilos foi pratica-mente nulo em camundongos não sensibilizados. Camundongos sensibilizados obesos apre-sentaram uma migração tardia de EO para O LBA, com pico em 72 h após o desafio. Além disso, a análise morfológica demonstrou que o parênquima pulmonar de camundongos sen-sibilizados obesos apresentam um marcante aumento no infiltrado de EO, tanto em 48 quanto em 72 h após o desafio, quando comparado com camundongos sensibilizados con-troles. Na MO foi encontrado um significativo aumento no número de eosinófilos maduros e imaturos nos animais sensibilizados obesos quando comparados com os sensibilizados controles. Os níveis de IL-4, IL-5, TNF-?, IL-6, IL-10 e eotaxina aumentaram significati-vamente nos camundongos obesos sensibilizados, atingindo o pico 72 h após o desafio com OVA. Nossos dados indicam que foi possível estabelecer um modelo de obesidade em ca-mundongos que claramente aumenta o influxo de EO para o pulmão em resposta ao desafio com OVA. Em camundongos obesos, os EO permaneceram retidos no parênquima pulmonar, exercendo suas funções efetoras favorecendo a patogênese da asmaIncreases in eosinophil (EO) numbers in the tissues, blood, and bone marrow (BM) are a hallmark of asthma and, in general, elevated numbers correlate with disease severity. Epi-demiological data indicate that obesity increases the prevalence and incidence of allergic asthma. The basis for this relationship is unknown, but might be the result of common eti-ologies, comorbidities or genetic basis. Increased fat mass, particularly with central obesity, leads to production of cytokines and chemokines, such as IL-6, TNF-? and eotaxin. Studies have shown that genetically obese mice exhibit innate airway hyperresponsiveness, but little attention has been given to the allergic pulmonary EO recruitment in obese animals. Since selective accumulation of eosinophils into the airways has become a central concept of the asthma pathology, this study was designed to investigate the eosinophil influx into lungs and the role of Th2 cytokines in diet-induced obese mice. Four-week-old male C57bl6/J mice received a high fat diet for 10 weeks. On the eighth week, mice were sensi-tized with two s.c. ovalbumin (OVA) injections at 7 day intervals. One week thereafter, sensitized and non-sensitized animals were intranasally challenged with OVA. The mice were killed at different times (24, 48, 72 and 96 h) after OVA challenge, and EO counts in blood, bronchoalveolar lavage fluid (BAL) and BM were evaluated. High-fat diet mice ex-hibited a significant increase in body weight and epididymal fat, as well as increased total serum cholesterol levels compared with non-obese groups. Intranasal challenge with OVA in sensitized mice largely increased the EO counts in BAL at 48 h and 72 h post-OVA chal-lenge. Eosinophils were nearly absent in the non-sensitized mice. The sensitized obese mice showed a delayed EO emigration to BAL, peaking at 72 h post-OVA challenge. In addition, the morphological analysis showed that lung parenchyma of sensitized obese mice pre-sented a markedly higher EO infiltration at both 48 h and 72 h post-OVA challenge when compared with non-obese mice. In BM, a significant increase in counts of both mature and immature EO was also found in sensitized obese compared with sensitized non-obese mice. The levels of IL-4, IL-5, TNF-?, IL-6, IL-10 and eotaxin significantly increased in BAL of sensitized obese mice, peaking at 72 h-post OVA challenge. Our findings indicate that we have established an experimental model in C57bl6/J obese mice that clearly show a potentiation of EO influx in response to OVA challenge. In obese mice, EO are likely to be retained in the lung parenchyma exerting their effector functions in promoting the pathoge-nesis of airways disease