ÚLOHA INFEKCE V PATOGENEZI OBEZITY Vojtěch Hainer 1, Irena Aldhoon Hainerová 1,2, Hana Zamrazilová 1 1 Endokrinologický ústav, Centrum pro diagnostiku a léčbu obezity, Praha 2 Klinika dětí a dorostu, Fakultní nemocnice Královské Vinohrady a 3. lékařská fakulta Univerzity Karlovy, Praha J O

JAK JE MOŽNÉ VYSVĚTLIT STOUPAJÍCÍ PREVALENCI NADVÁHY A OBEZITY U DĚTÍ A DOSPÍVAJÍCÍCH (IOTF/EASO European Report 2004)? PREVALENCE (%) ROK Španělsko Holandsko Švýcarsko UK Česká republika Francie Polsko 2005 V EU V SOUČASNOSTI MÁ 22 MILIÓNŮ DĚTÍ A DOSPÍVAJÍCÍCH NADVÁHU NEBO OBEZITU; POČET NARŮSTÁ O /ROK

FAKTORY PŘISPÍVAJÍCÍ K ROZVOJI OBEZITY VEDLE GENETICKÉ PREDISPOZICE, ZVÝŠENÉHO PŘÍJMU ENERGIE A SEDAVÉHO ZPŮSOBU ŽIVOTA •Intrauterinní programování • Epigenetické faktory intrauterinní a postnatální  Kojení vs. „mléčné formule“  Výživa v časném postnatálním období • Cílený výběr partnerů (assortative mating) • Infekce • Imunita & charakter střevní mikroflóry • Snížená doba spánku • Perzistující organické polutanty • Zvýšená teplota v příbytcích v zimním období • Klimatizace v teplých klimatických podmínkách • Zanechání kouření • Věk matky

INFEKCE A OBEZITA U ZVÍŘAT •Canine distempter virus (CDV)– patří k paromyxovirům (příbuznost s virem spalniček), navozuje obezitu u myší - hypotalamická léze, nižší exprese leptinového receptoru v hypotalamu, nižší hladiny cirkulujících katecholaminů Lyons MJ et al. Science 1982; 216: • Rous-associated virus-7 (RAV-7) – patří k retrovirům, navozuje obezitu, poruchu růstu a hyperlipidémii u kuřat Carter JK et al. Infect Immunol 1983; 39: • Borna disease virus (BDV) – vyvolává obezitu u potkanů – lymfomonocytární infiltrace hypotalamu, hyperplasie pankreatických ostrůvků, hyperglykémie, hypertriacyl- glycerolémie Gosztonyi G, Ludwig H. Curr Top Microbiol Immunol 1995; 190:

INFEKCE A OBEZITA U ZVÍŘAT • Priony/scarpie – vyvolávají obezitu u myší a křečků, ovlivnění osy hypotalamus – hypofýza –nadledviny Kim YS et al. J Infect Dis 1987; 156: • Adenovirus SMAM-1 – navozuje obezitu u slepic - zmnožení viscerálního tuku, tuková infiltrace jater, snížená koncentrace sérových lipidů Dhurandhar NV et al. J Bombay Vet College 1990; 2: • Lidský adenovirus AD-36 – navozuje obezitu u slepic, myší a opic Dhurandhar NV et al. Int J Obes Relat Metab Disord 2000; 24:

SOUČASNÁ PŘÍTOMNOST INFEKCE CHLAMYDIA PNEUMONIAE (ChP) A HELICOBACTER PYLORI (HP) SYNERGICKY ZVYŠUJE RIZIKO NADVÁHY (RR = Risk Ratio) Thjodleifsson B et al. Scand J Infect Dis 2008; 40: RR

ADENOVIROVÁ INFEKCE A OBESITA PROTILÁTKY PROTI PTAČÍMU SMAM-1 ADENOVIRU A OBEZITA U LIDÍ TITR PROTILÁTEK pozitivní negativní Počet jedinců Hmotnost (kg) 95,1 + 2,1 80,1 + 0,6* BMI (kg/m2) 35,3 + 1,5 30,7 + 0,6** Cholesterol (mmol/l) 4,65 + 0,2 5,51 + 0,1*** Triacylglyceroly (mmol/l) 1,45 + 0,09 2,44 + 0,02* * p<0,05, ** p<0,02, *** p<0,001 R.L.Atkinson 2000 ______________________________________________________________________ Je virová infekce schopna indukovat expresi genů, které potencují rozvoj obezity a brání hyperlipidémii?

• Neutralizační test sérových protilátek (nezbytnost vhodné protilátky) • ELISA • Průkaz pomocí virové DNA pomocí PCR ve tkáních (vyžaduje větší množství tkáně) LIDSKÝ ADENOVIRUS AD- 36 poprvé izolován ze stolice dívky diabetičky trpící enteritidou v r Wigand R et al. Arch Virol. 1980; 64: SOUČASNÉ METODY PRŮKAZU INFEKCE AD-36 U LIDÍ

INFEKCE AD-36 A OBEZITA U LIDÍ SOUVISLOST POZITIVITY PROTILÁTEK (PL) PROTI AD-36 S OBEZITOU NEBO NADVÁHOU BYLA PROKÁZÁNA U DOSPĚLÝCH A DĚTÍ VE STUDIÍCH V USA, ITÁLII A KOREJI: •Dhurandhar NV et al. Obes Res 1997; 5: • Atkinson RL et al. Int J Obes (Lond) 2005; 29: • Trovato GM et al. Int J Obes (Lond) 2009; 33: • Atkinson RL et al. Int J Pediatr Obes 2010; 5: • Gabbert C et al. Pediatrcs 2010; 126: • Na HN et al. Int J Obes (Lond) 2010; 34: • Na HN et al. Int J Obes (Lond) 2012; 36:

CO MŮŽE BÝT PŘÍČINOU SERONEGATIVITY AD-36 U OBÉZNÍCH ? •Opakované rozmrazování a zamrazování analyzovaných vzorků ve studii prováděné v Belgii a Holandsku •Použití králičí protilátky, která není vhodnou kontrolou pro lidské sérum • SOUVISLOST POZITIVITY PL PROTI AD-36 S OBEZITOU NEBYLA PROKÁZÁNA VE 2 STUDIÍCH U DOSPĚLÝCH: U VOJENSKÉHO PERZONÁLU V USA A VE STUDII PROVÁDĚNÉ V BELGII A HOLANDSKU • Broderick MP et al. Int J Obes (Lond) 2010; 34: • Goosens VJ et al. Obesity (Silver Spring) 2011; 19:

POZITIVITA PROTILÁTEK PROTI VIRU AD-36 JE U ADOLESCENTŮ VÝZNAMNĚ ASOCIOVÁNA S ANTROPOMETRICKÝMI UKAZATELI OBEZITY (průměr + SD) CharakteristikaVšichni N = 124 AD-36 negativní N = 105 AD-36 pozitivní N = 19 p VĚK (roky) 13,4 + 2,413,1 + 2,315,5 + 2,0<0,001 HMOTNOST (kg) 72,8 + 25,169,1 + 23,692,9 + 24,2<0,001 BMI (kg/m 2 ) 27,8 + 7,226,8 + 6,633,7 + 7,5<0,001 OBVOD PASU (cm) 91,9 + 17,789,3 + 17,1105,8 + 14,3<0,001 OBVOD BOKŮ (cm) 99,3 + 16,897,0 + 15,9112,4 + 16,2<0,001 POMĚR HMOTNOST/VÝŠKA 0,57 + 0,090,56 + 0,090,64 + 0,08<0,001 Gabbert C et al. Pediatrics 2010; 126:

POZITIVITA PROTILÁTEK PROTI VIRU AD-36 JE 2x – 3x ČASTĚJŠÍ U OBÉZNÍCH DĚTÍ A ADOLESCENTŮ 78 % dětí s pozitivitou titru protilátek proti AD-36 bylo obézních! Gabbert C et al Atkinson RL 2008, Na HN 2009 AD-36 a obezita u korejských školáků Normální hmotnost Obézní Pozitivita anti AD-3613,56 %28,57 % AD-36 a obezita u amerických dětí a adolescentů Normální hmotnost Obézní Pozitivita anti AD-367,0 %22,00 %

VZESTUP VISCERÁLNÍHO TUKU A PREVALENCE OBEZITY U ZVÍŘAT INFIKOVANÝCH VIREM AD 36 vs. U KONTROL ZVÍŘATAVISCERÁLNÍ TUK % VZESTUPU PREVALENCE OBEZITY U INFIKOVANÝCH ZVÍŘAT (%) Kuřata12964 Myši6760 Opice66100 Atkinson RL 2007, Pasarica M et al. 2008, Obetech Res, Inc. 2011

AD-36 INDUKUJE AKUMULACI TUKU (A), ZMNOŽENÍ TUKOVÝCH BUNĚK (B) A ZVÝŠENOU EXPRESI LPL (C) a PPAR (D) V LIDSKÉ TUKOVÉ TKÁNI Atkinson RL 2007, Pasarica M et al. 2008, Rogers PM 2008 A B CD

ZVÝŠENÍ ADIPONEKTINU A SYNTÁZY MASTNÝCH KYSELIN (FAS) V LIDSKÉ TUKOVÉ TKÁNI INFIKOVANÉ ADENOVIREM AD-36 Rogers PM et al. Diabetes 2008; 57:

E4orf1 – BÍLKOVINA PRODUKOVANÁ AD36 JE MEDIÁTOREM ANTIDIABETOGENNÍHO PŮSOBENÍ •AD36 zvyšuje vychytávání glukózy v buňkách nezávisle na inzulinu prostřednictvím aktivace fosfatidyl inositol 3-kinázy (PI3K) •AD36 zlepšuje hyperglykémii u myší krmených dietou o vysokém obsahu tuku tím, že zvyšuje vstup glukózy do tukových a svalových buněk •E4orf1 signifikantně zvyšuje vychytávání glukózy v preadipocy- tech (A), adipocytech (B) a myoblastech •E4orf1 významně snižuje výdej glukózy z hepatocytů Dhurandhar EJ et al. PLoS ONE 2011 Dhurandhar N et al. Obes Facts 2012

ANTIDIABETIC EFFECT OF AD-36 - upregulates the Ras-PI3K pathway > upregulates Glut1 and Glut4 in skeletal muscle and adipose tissue, - downregulates Glut2 in liver - increases adiponectin > activates AMPK Krishnapuram R et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2011

COPAT zahrnuje reprezentativní vzorek českých adolescentů ve věku 13,0 – 17,9 let (n = 1.533) a kohortu adolescentů s obezitou a nadváhou (n = 562) • Pozitivita AD-36 vs. BMI, abdominální obezita a metabolický syndrom • Pozitivita AD-36 vs. ukazatelé glykoregulace (glykémie, inzulin, C- peptid, HOMA-index) a lipidový profil (TC, HDL-C, TG) • Pozitivita AD-36 vs. hormonální ukazatele (leptin, adiponektin, rezistin, ghrelin atd.) • Pozitivita AD-36 vs. jídelní chování (skóre restrikce, disinhibice a hladu) • ČÍM NÁM MŮŽE PŘISPĚT STUDIE COPAT (Childhood Obesity Prevalence and Treatment) K OBJASNĚNÍ ÚLOHY AD-36 U ADOLESCENTŮ?

OTÁZKY MÍSTO ZÁVĚRU •Budou k dispozici data o prevalenci infekce AD-36 v různých populacích a o asociaci s obezitou? Možný vliv genetické vnímavosti, etnika, pohlaví, věku? •Jak koreluje seropozitivita infekce AD-36 s přítomností virové DNA ve tkáních? Ve kterých tkáních lze AD-36 detekovat? •Jak dlouho po infekci přetrvává přítomnost PL proti AD-36? •Je seropozitivita AD-36 adekvátním ukazatelem vlivu viru, resp. E4orf1 na adipogenezi, lipidový a glykémický profil? •Může být inzulin senzitivní neboli metabolicky zdravá obezita důsledkem adenovirové infekce? •Může být přítomnost infekce AD-36 markerem lepší kompenzace diabetu? •Bude se využívat příznivého metabolického působení E4orf1 v klinické praxi, např. u diabetu, nealkoholické steatózy jater a lipodystrofie? •Nebude aktivace Ras prostřednictvím E4orf1 (alternativní cesta vedoucí k vychytávání glukózy v buňkách) spojena s rizikem tvorby nádorů? •Ve vývoji jsou antivirotika a vakcíny, které mají potlačit infekci AD-36. Jaký dopad by mělo jejich případné klinické využití na metabolismus?

DĚKUJI ZA POZORNOST!