In cancer-associated cachexia (CAC), white adipose tissue undergoes morphofunctional and inflammatory changes that lead to tissue dysfunction and remodeling. In addition to metabolic changes in white adipose tissues (WAT), adipose tissue atrophy has been implicated in several clinical complications and poor prognoses associated with cachexia. Adipocyte atrophy may be associated with increased beige remodeling in human CAC as evidenced by the "beige remodeling" observed in preclinical models of CAC. Even though beige remodeling is associated with CAC-induced WAT dysfunction, there are still some open questions regarding their cellular origins. In this study, we investigated the development of beige remodeling in CAC from a broader perspective. In addition, we used a grading system to identify the scAT as being affected by mice weight loss early and intensely. Using different in vitro and ex-vivo techniques, we demonstrated that Lewis LLC1 cells can induce a switch from white to beige adipocytes, which is specific to this type of tumor cell. During the more advanced stages of CAC, beige adipocytes are mainly formed from the transdifferentiation of cells. According to our results, humanizing the CAC classification system is an efficient approach to defining the onset of the syndrome in a more homogeneous manner. Pathological beige remodeling occurred early in the disease course and exhibited phenotypic characteristics specific to LLC cells9 secretomes. Developing therapeutic strategies that recruit beige adipocytes in vivo may be better guided by an understanding of the cellular origins of beige adipocytes emitted by CAC.

Cancer-induced cachexia, characterized by systemic inflammation, body weight loss, adipose tissue (AT) remodeling and muscle wasting, is a malignant metabolic syndrome with undefined etiology. Here, we show that Toll-like receptor 4 (TLR4) mediates AT remodeling, in particular, AT browning and inflammatory response in mice bearing Lewis lung carcinoma (LLC). LLC tumor-bearing (TB) TLR4-/- mice were spared from AT remodeling due to a reduced macrophage infiltration and adipocyte atrophy. TLR4-/- mice were also resistant to cold-induced browning of subcutaneous AT (scAT). Importantly, pharmacological inhibition of TLR4 reproduced the main protective effect against AT remodeling found in TLR4-/- TB mice. Moreover, the treatment was effective in prolonging the survival and attenuating tumor mass growth when compared to non-treated-TB animals. Further, tumor-induced elevation of circulating pro-inflammatory cytokines was similarly abolished in both genetic ablation and pharmacological inhibition of TLR4. These data suggest that TLR4 is a critical mediator and a promising therapeutic target for cancer-induced AT remodeling.