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The lipidomic and inflammatory profiles of visceral and subcutaneous adipose tissues are distinctly regulated by the SGLT2 inhibitor empagliflozin in Zucker diabetic fatty rats - 28/03/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.114535 
Alana Aragón-Herrera a, b, 1, Sandra Moraña-Fernández a, c, 1, Manuel Otero-Santiago a, Laura Anido-Varela a, b, Manuel Campos-Toimil d, Javier García-Seara a, b, e, Ana Román a, f, José Seijas a, b, f, Lucía García-Caballero g, Javier Rodríguez h, Estefanía Tarazón b, i, Esther Roselló-Lletí b, i, Manuel Portolés b, i, Ricardo Lage c, Oreste Gualillo j, José Ramón González-Juanatey a, b, f, Sandra Feijóo-Bandín a, b, , Francisca Lago a, b
a Cellular and Molecular Cardiology Research Unit, Institute of Biomedical Research and Xerencia de Xestión Integrada de Santiago (XXIS/SERGAS), Santiago de Compostela, Spain 
b Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV), Institute of Health Carlos III, Madrid, Spain 
c Cardiology Group, Center for Research in Molecular Medicine and Chronic Diseases (CIMUS) and Institute of Biomedical Research of Santiago de Compostela (IDIS-SERGAS). Av. Barcelona, Campus Vida, Universidade de Santiago de Compostela, 15782 Santiago de Compostela, Spain 
d Group of Pharmacology of Chronic Diseases (CD Pharma), Department of Pharmacology, Pharmacy and Pharmaceutical Technology, University of Santiago de Compostela, Spain 
e Arrhytmia Unit, Clinical University Hospital of Santiago de Compostela, Travesía da Choupana s/n, 15706 Santiago de Compostela, Spain 
f Cardiology Department, Clinical University Hospital of Santiago de Compostela, Travesía da Choupana s/n, 15706 Santiago de Compostela, Spain 
g Department of Morphological Sciences, School of Medicine and Dentistry, University of Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain 
h Clinical Biochemistry Laboratory, Xerencia de Xestión Integrada de Santiago (XXIS/SERGAS), Santiago de Compostela, Spain 
i Clinical and Translational Research in Cardiology Unit, Health Research Institute Hospital La Fe (IIS La Fe), Valencia, Spain 
j Laboratory of Neuroendocrine Interactions in Rheumatology and Inflammatory Diseases, Institute of Biomedical Research and Xerencia de Xestión Integrada de Santiago (XXIS/SERGAS), Santiago de Compostela, Spain 

Correspondence to: Laboratorio 7, Instituto de Investigaciones Sanitarias de Santiago de Compostela (IDIS), Hospital Clínico Universitario, Travesía Choupana s/n, 15706 Santiago de Compostela, Spain.Laboratorio 7, Instituto de Investigaciones Sanitarias de Santiago de Compostela (IDIS), Hospital Clínico UniversitarioTravesía Choupana s/nSantiago de Compostela15706Spain

Abstract

The pharmacological inhibition of sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) has emerged as a treatment for patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM), cardiovascular disease and/or other metabolic disturbances, although some of the mechanisms implicated in their beneficial effects are unknown. The SGLT2 inhibitor (SGLT2i) empagliflozin has been suggested as a regulator of adiposity, energy metabolism, and systemic inflammation in adipose tissue. The aim of our study was to evaluate the impact of a 6-week-empagliflozin treatment on the lipidome of visceral (VAT) and subcutaneous adipose tissue (SAT) from diabetic obese Zucker Diabetic Fatty (ZDF) rats using an untargeted metabolomics approach. We found that empagliflozin increases the content of diglycerides and oxidized fatty acids (FA) in VAT, while in SAT, it decreases the levels of several lysophospholipids and increases 2 phosphatidylcholines. Empagliflozin also reduces the expression of the cytokines interleukin-1 beta (IL-1β), IL-6, tumor necrosis factor-alpha (TNFα), monocyte-chemotactic protein-1 (MCP-1) and IL-10, and of Cd86 and Cd163 M1 and M2 macrophage markers in VAT, with no changes in SAT, except for a decrease in IL-1β. Empagliflozin treatment also shows an effect on lipolysis increasing the expression of hormone-sensitive lipase (HSL) in SAT and VAT and of adipose triglyceride lipase (ATGL) in VAT, together with a decrease in the adipose content of the FA transporter cluster of differentiation 36 (CD36). In conclusion, our data highlighted differences in the VAT and SAT lipidomes, inflammatory profiles and lipolytic function, which suggest a distinct metabolism of these two white adipose tissue depots after the empagliflozin treatment.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

Empagliflozin distinctly modulates the lipidome of rat white adipose tissue depots.
This drug induces a strong anti-inflammatory effect in rat visceral fat.
Empagliflozin reduces M1 and M2 macrophage markers in rat visceral adipose tissue.
Empagliflozin treatment affects lipolysis increasing lipolytic enzymes expression.
The fatty acid transporter CD36 is decreased by empagliflozin in rat visceral fat.

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Abbreviations : ATGL, BA, CD36, Cer, DAPC, DG, EF, FA, FFA, GPR55, HF, HFpEF, HSL, IL-1β, IL-6, IL-10, IQR, Lipe, LPC, LPE, LPG, LPI, MAPC, MAPE, MAPI, MCP-1, MEMAPC, MEPC, MEPE, MUFA, NAFLD, OxFA, PC, PE, Pnpla2, PUFA, SAT, Sat, SEM, SFA, SGLT2, SGLT2i, SM, T2DM, TG, TNFα, Unsat, VAT, WAT, ZDF

Keywords : SGLT2, Diabetes, Obesity, Visceral fat, Subcutaneous fat, Lipidomics


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