A Federação Mundial da Obesidade prevê que, em 2035, mais de 51% da população mundial terá excesso de peso ou obesidade. Associada a doenças cardiovasculares, esteatose e diabetes, a obesidade poderá gerar um impacto económico anual de 4,32 biliões de dólares.
A perda de peso previne complicações da obesidade, mas os tratamentos disponíveis são frequentemente ineficazes ou invasivos. Além disso, manter a perda de peso a longo prazo é difícil, levando a que a maioria dos indivíduos recupere grande parte do peso perdido. A perda de peso seguida de recuperação é conhecida como “ciclagem de peso” ou “dieta yo-yo” e é prevalente entre indivíduos com excesso de peso. Mesmo uma recuperação parcial do peso pode conduzir ao regresso dos fatores de risco metabólico aos valores basais ou até aumentar a mortalidade e a incidência de eventos cardiovasculares.
Os modelos animais tornaram-se essenciais para a investigação biomédica, permitindo uma melhor compreensão das vias patogénicas envolvidas em inúmeras doenças humanas. Devido às dificuldades na interpretação de dados provenientes de estudos em humanos, têm-se realizado ensaios funcionais em animais, nos quais o aumento e a perda de peso podem ser induzidos de forma precisa através da manipulação da dieta, como valores de macronutrientes e a densidade calórica. Contudo, estes estudos têm sido realizados em mamíferos (frequentemente designados como vertebrados superiores), como os roedores, existindo atualmente um esforço de substituir os roedores pelo peixe-zebra na investigação, devido à sua maior aceitabilidade ética.
O peixe-zebra (Danio rerio) tem vindo a afirmar-se como modelo de investigação biomédica nas áreas do cancro, cardiologia, endocrinologia e neurociências. O peixe-zebra apresenta uma elevada homologia genética com os humanos, bem como fenótipos mensuráveis análogos, o que o torna um modelo valioso para o estudo de diversos processos biológicos e doenças. Além disso, o peixe-zebra oferece inúmeras vantagens relativamente aos roedores em termos de viabilidade experimental, custo-benefício, considerações éticas e facilidade de manipulação transgénica, genética funcional ou criação de “animais repórter”. Os embriões transparentes permitem a observação em tempo real dos processos de desenvolvimento e fenótipos patológicos, enquanto o seu rápido ciclo reprodutivo e elevada fertilidade facilitam rastreios genéticos em larga escala e a utilização em ensaios de elevado rendimento, como os utilizados na descoberta de fármacos.
Até à data, não foram realizados estudos para estabelecer um modelo de ciclagem de peso em peixe-zebra, nem para fornecer uma caracterização molecular que sirva de orientação para futuras investigações destinadas à criação de linhagens transgénicas para investigação desta condição e rastreio de fármacos em elevado rendimento.
Neste projeto de investigação, pretendemos desenvolver um novo modelo de ciclagem de peso em peixe-zebra, caracterizá-lo do ponto de vista molecular utilizando uma abordagem multi-ómica e elucidar os efeitos multigeracionais da ciclagem de peso no metabolismo da descendência de peixes-zebra submetidos a este processo. Para tal, pretendemos, numa primeira fase, estabelecer um protocolo experimental utilizando peixe-zebra para determinar o peso saudável e os valores fisiológicos basais, bem como induzir com sucesso um fenótipo de obesidade através de uma dieta rica em gordura.
De seguida, pretendemos validar o procedimento experimental utilizando dados biométricos, como comprimento, peso e percentagem de gordura corporal, com base em análises por microtomografia computorizada. Em terceiro lugar, pretendemos determinar as alterações metabolómicas no sangue dos peixes-zebra. Realizar-se-ão análises de RNAseq e determinar os genes diferencialmente expressos relacionados com vias metabólicas em peixes-zebra saudáveis, obesos e sujeitos a ciclagem de peso, bem como desenvolver um mapa de redes génicas que permita identificar famílias de vias metabólicas associadas a cada condição testada. Será igualmente efetuada uma validação cruzada dos resultados gerados pelas análises de RNAseq utilizando métodos independentes de análise transcriptómica. Será ainda aplicada uma abordagem proteómica para determinar alterações ao nível proteico. A validação por RT-PCR e proteómica permitirá, por si só, criar novas ferramentas de diagnóstico baseadas em genética e proteínas, com potencial aplicação clínica direta. Finalmente, investigaremos os efeitos multigeracionais da ciclagem de peso através da análise das respostas metabólicas da descendência de peixes-zebra submetidos a este processo. Esta análise será realizada recorrendo a ensaios de elevado débito utilizando larvas de peixe-zebra, direcionados para atividades obesogénicas, antidiabéticas, antiesteatose e moduladoras do apetite. Este objetivo permitirá colmatar a falta de conhecimento sobre os possíveis efeitos multigeracionais que a ciclagem de peso poderá ter na nossa sociedade.
