Nome do Projeto
Efeito Crônico da Hiperinsulinemia na Resistência Hipotalâmica à Insulina e Leptina
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
05/01/2026 - 21/12/2029
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
A obesidade e os distúrbios metabólicos associados representam um dos maiores desafios globais de saúde, sendo caracterizados por alterações precoces no controle hipotalâmico da homeostase energética. Hormônios como insulina e leptina atuam no cérebro para regular a ingestão alimentar e o metabolismo da glicose, mas em condições de obesidade suas vias de sinalização tornam-se comprometidas.
Apesar de modelos com dieta rica em gordura terem demonstrado inflamação hipotalâmica e resistência hormonal, ainda não está claro se essas alterações são causadas pela dieta e pela adiposidade ou se podem ser desencadeadas isoladamente pela hiperinsulinemia crônica. Evidências sugerem que níveis persistentemente elevados de insulina, mesmo sem obesidade, podem prejudicar a sinalização central e contribuir para resistência à leptina.
O problema central desta proposta é determinar se a hiperinsulinemia crônica, isolada de fatores dietéticos e da obesidade, é suficiente para induzir resistência hipotalâmica à leptina e inflamação central, configurando um mecanismo primário de desregulação metabólica.
Nossa hipótese é de que a hiperinsulinemia crônica isolada induz resistência central à leptina, acompanhada de neuroinflamação e prejuízo da resposta anorexigênica à leptina.
Evidências de estudos prévios in vivo e in vitro indicam que a insulina pode induzir mediadores inibitórios como SOCS3 e modular negativamente a sinalização da leptina, sugerindo que a hiperinsulinemia por si só é plausível como fator causal.
Para testar essa hipótese, camundongos C57BL/6J serão submetidos a infusão contínua de insulina murina por minipumps osmóticas durante seis semanas, sob dieta padrão. Serão avaliados parâmetros metabólicos periféricos, testes comportamentais de sensibilidade à leptina e análises moleculares e histológicas do hipotálamo e tecidos periféricos. Esse modelo experimental permitirá estabelecer a contribuição direta da hiperinsulinemia na resistência central à leptina e abrir novas perspectivas para estratégias preventivas e terapêuticas na obesidade e diabetes tipo 2.
Objetivo Geral
Determinar se a hiperinsulinemia crônica, na ausência de manipulação dietética ou obesidade, é suficiente para induzir resistência hipotalâmica à leptina e à insulina, bem como caracterizar as alterações moleculares, comportamentais e metabólicas periféricas associadas em um modelo murino.
Justificativa
Compreender se a hiperinsulinemia crônica é um fator causal da resistência hipotalâmica à insulina e leptina é de importância fundamental para a pesquisa metabólica básica e translacional. Até o momento, a maioria dos modelos experimentais não consegue isolar os efeitos da insulina elevada daqueles induzidos por dietas ricas em gordura, ganho de peso ou inflamação sistêmica (THALER et al., 2012; ENGIN, 2017).
Este projeto busca enfrentar essa limitação diretamente por meio de um modelo controlado de hiperinsulinemia isolada — obtido pela infusão subcutânea contínua de insulina murina em camundongos mantidos em dieta padrão. Esse modelo permite examinar a sensibilidade hormonal central na ausência de confundidores dietéticos ou relacionados à adiposidade, oferecendo uma oportunidade única de dissecar o papel específico da insulina na desregulação hipotalâmica.
Este projeto busca enfrentar essa limitação diretamente por meio de um modelo controlado de hiperinsulinemia isolada — obtido pela infusão subcutânea contínua de insulina murina em camundongos mantidos em dieta padrão. Esse modelo permite examinar a sensibilidade hormonal central na ausência de confundidores dietéticos ou relacionados à adiposidade, oferecendo uma oportunidade única de dissecar o papel específico da insulina na desregulação hipotalâmica.
Metodologia
Este estudo utilizará minipumps osmóticas para infundir insulina murina ou veículo em camundongos machos C57BL/6J por seis semanas. Os animais serão randomizados em dois grupos:
Grupo Experimental Substância Infundida Dieta Duração n (por grupo)
Controle (Veículo) Salina Ração padrão (10% gordura) 6 semanas 10
Hiperinsulinemia Insulina murina Ração padrão (10% gordura) 6 semanas 10
As minipumps serão implantadas subcutaneamente no Dia 0 sob anestesia. A dose de insulina será ajustada para manter hiperinsulinemia moderada e crônica, sem induzir hipoglicemia. Durante todo o experimento, serão monitorados ingestão alimentar, peso corporal, glicemia de jejum e hormônios plasmáticos semanalmente.
Ao final do protocolo (6 semanas), todos os animais serão submetidos a:
1. Testes in vivo de sensibilidade hormonal:
o Injeção subcutânea de leptina (2 mg/kg) utilizada tanto para avaliação comportamental quanto molecular.
o Análise de p-AKT e p-STAT3 no hipotálamo por Western blot.
2. Teste de supressão da ingestão alimentar induzida por leptina:
o Medição da ingestão alimentar 4 h após injeção de leptina.
3. Análises moleculares e histológicas:
o RT-qPCR para marcadores inflamatórios e inibitórios (SOCS3, TNF-α, IL-6, IL-1β).
o Imunohistoquímica para Iba1 e GFAP no hipotálamo mediobasal.
o Coleta de tecidos periféricos (fígado, músculo, tecido adiposo) para análises histológicas e de expressão gênica.
4. Avaliações metabólicas:
o Insulina, leptina e glicose plasmáticas.
o Cálculo de HOMA-IR, HOMA-β e índice de disposição.
Grupo Experimental Substância Infundida Dieta Duração n (por grupo)
Controle (Veículo) Salina Ração padrão (10% gordura) 6 semanas 10
Hiperinsulinemia Insulina murina Ração padrão (10% gordura) 6 semanas 10
As minipumps serão implantadas subcutaneamente no Dia 0 sob anestesia. A dose de insulina será ajustada para manter hiperinsulinemia moderada e crônica, sem induzir hipoglicemia. Durante todo o experimento, serão monitorados ingestão alimentar, peso corporal, glicemia de jejum e hormônios plasmáticos semanalmente.
Ao final do protocolo (6 semanas), todos os animais serão submetidos a:
1. Testes in vivo de sensibilidade hormonal:
o Injeção subcutânea de leptina (2 mg/kg) utilizada tanto para avaliação comportamental quanto molecular.
o Análise de p-AKT e p-STAT3 no hipotálamo por Western blot.
2. Teste de supressão da ingestão alimentar induzida por leptina:
o Medição da ingestão alimentar 4 h após injeção de leptina.
3. Análises moleculares e histológicas:
o RT-qPCR para marcadores inflamatórios e inibitórios (SOCS3, TNF-α, IL-6, IL-1β).
o Imunohistoquímica para Iba1 e GFAP no hipotálamo mediobasal.
o Coleta de tecidos periféricos (fígado, músculo, tecido adiposo) para análises histológicas e de expressão gênica.
4. Avaliações metabólicas:
o Insulina, leptina e glicose plasmáticas.
o Cálculo de HOMA-IR, HOMA-β e índice de disposição.
Indicadores, Metas e Resultados
Meta 1 – Estabelecer modelo experimental de hiperinsulinemia crônica isolada em camundongos.
• Indicadores: Níveis plasmáticos de insulina mantidos 2–3 vezes acima do basal sem hipoglicemia; 100% dos animais monitorados quanto a peso, glicemia e hormônios plasmáticos.
Meta 2 – Avaliar a sensibilidade central à leptina e à insulina.
• Indicadores: Realização de teste de supressão da ingestão alimentar em todos os animais; quantificação de p-STAT3 e p-AKT no hipotálamo; resultados analisados estatisticamente com significância (p < 0,05).
Meta 3 – Caracterizar alterações inflamatórias e de feedback negativo no hipotálamo.
• Indicadores: Expressão de SOCS3, IL-6, IL-1β e TNF-α quantificada por RT-qPCR em ≥ 90% das amostras; detecção de glioses (Iba1, GFAP) por imunohistoquímica; documentação digital depositada em repositório aberto.
Meta 4 – Identificar efeitos metabólicos periféricos da hiperinsulinemia isolada.
• Indicadores: Avaliação de HOMA-IR, HOMA-β e índice de disposição em 100% dos animais; análises histológicas e de expressão gênica em fígado, músculo e tecido adiposo; identificação de alterações metabólicas significativas.
Meta 5 – Disseminar resultados e consolidar modelo experimental.
• Indicadores: Submissão de pelo menos 1 artigo científico em periódico internacional de impacto; submissão de 1 artigo de protocolo metodológico; depósito de dados brutos e processados em repositório aberto (com DOI); apresentação de resultados em congresso internacional da área.
• Indicadores: Níveis plasmáticos de insulina mantidos 2–3 vezes acima do basal sem hipoglicemia; 100% dos animais monitorados quanto a peso, glicemia e hormônios plasmáticos.
Meta 2 – Avaliar a sensibilidade central à leptina e à insulina.
• Indicadores: Realização de teste de supressão da ingestão alimentar em todos os animais; quantificação de p-STAT3 e p-AKT no hipotálamo; resultados analisados estatisticamente com significância (p < 0,05).
Meta 3 – Caracterizar alterações inflamatórias e de feedback negativo no hipotálamo.
• Indicadores: Expressão de SOCS3, IL-6, IL-1β e TNF-α quantificada por RT-qPCR em ≥ 90% das amostras; detecção de glioses (Iba1, GFAP) por imunohistoquímica; documentação digital depositada em repositório aberto.
Meta 4 – Identificar efeitos metabólicos periféricos da hiperinsulinemia isolada.
• Indicadores: Avaliação de HOMA-IR, HOMA-β e índice de disposição em 100% dos animais; análises histológicas e de expressão gênica em fígado, músculo e tecido adiposo; identificação de alterações metabólicas significativas.
Meta 5 – Disseminar resultados e consolidar modelo experimental.
• Indicadores: Submissão de pelo menos 1 artigo científico em periódico internacional de impacto; submissão de 1 artigo de protocolo metodológico; depósito de dados brutos e processados em repositório aberto (com DOI); apresentação de resultados em congresso internacional da área.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| ALICE KÜNZGEN SCHEER | |||
| ALICE KÜNZGEN SCHEER | |||
| AUGUSTO SCHNEIDER | 2 | ||
| CARLOS CASTILHO DE BARROS | 8 | ||
| GABRIELLE SILVEIRA BONET ROSA |
Fontes Financiadoras
| Sigla / Nome | Valor | Administrador |
|---|---|---|
| PROAP/CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior | R$ 3.000,00 | Coordenador |
Plano de Aplicação de Despesas
| Descrição | Valor |
|---|---|
| 339030 - Material de Consumo | R$ 3.000,00 |