Pancreatic islet inflammation and stress-induced b -cell failure: potential strategies to recover b-c ell function

• Autores: Julia Rodriguez Comas
• Directores de la Tesis: Anna Novials Sardà (codir. tes.), Pablo Miguel García-Rovés González (tut. tes.), Joan Marc Servitja Duque (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Vázquez Carrera (presid.), Noèlia Téllez Besoli (secret.), Marta Vives Pi (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Fisiología humana
      • Fisiología endocrina
    • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Medicina interna
      • Endocrinología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • La prevalencia de la diabetes tipo 2 (DM2) ha incrementado de forma alarmante en las últimas décadas. Se considera que la DM2 es el resultado de la disfunción combinada de diferentes tejidos y tipos celulares que finalmente resulta en altos niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, el evento que determina la aparición de la enfermedad es el fracaso funcional de la célula J3 pancreática. Entre los mecanismos implicados en la disfunción de la célula J3 encontramos el estrés de retículo endoplasmático (RE) y la inflamación del islote pancreático. Esta tesis se ha centrado en estos dos mecanismos con la finalidad de diseñar nuevas estrategias para recuperar la funcionalidad de la célula J3 en la DM2.

    El primer objetivo de esta tesis fue identificar los mlcroRNAs (miRNAs) modulados por la glucosa en islotes pancreáticos y estudiar cómo éstos pueden alterar el transcriptoma del islote y afectar a la función de las células J3. Las concentraciones bajas o muy altas de glucosa inducen estrés de RE en las células J31 lo que conlleva a cambios en el patrón de expresión génica de estas células. Los miRNAs son reguladores de la expresión génica que juegan un papel clave en las respuestas a distintos tipos de estrés. Nuestros estudios demostraron que el estrés provocado por concentraciones bajas de glucosa y la activación farmacológica del estrés de retículo endoplasmático Inducen la expresión del microRNA-708-5p (miR-708). Mediante la integración de perfiles globales de expresión génica junto con algoritmos de predicción de dianas de miRNAs identificamos la neuronatina (Nnat) como una diana potencial del miR-708. En consonancia, la expresión de Nnat se correlacionó inversamente con mlR- 708 en islotes cultivados a diferentes concentraciones de glucosa y en islotes de animales ob/ob, que presentan estrés de RE en el islote. La sobreexpresión de miR- 708 redujo la secreción de Insulina estimulada por glucosa, defecto que se corrigió mediante la sobreexpresión de Nnat. Finalmente, la sobreexpresión de mlR-708 también inhibió la proliferación e Indujo apoptosis en las células j3. Estos resultados proporcionan un nuevo mecanismo por el que la glucosa regula la función y la supervivencia de la célula J3 mediante la represión del mlcroRNA-708 inducido por estrés.

    El segundo objetivo de esta tesis fue investigar el efecto de la AAT en la protección del Islote pancreático afectado por la agregación de amilina o IAPP (islet amyloid polypeptide). La acumulación de IAPP es un evento característico de los islote ancreático y la muerte y disfunción de la célula f3. La alfal-antitripsina (AAT) es un inhibidor de proteasas presente en la sangre que actúa como molécula anti­inflamatoria y que ya se usa en la clínica para tratar a pacientes con déficit de AAT. Se ha observado que la AAT reduce la incidencia de la diabetes tipo 1 y mejora la supervivencia del trasplante de islotes en diferentes modelos de ratón, sin embargo su eficacia en recuperar la función de la célula f3 en modelos de DM2 aún no se ha estudiado. Aquí demostramos que el tratamiento con AAT recuperó la homeostasis de la glucosa en un modelo de ratón que sobreexpresa el IAPP humano (hIAPP) en la célula J3 y se caracteriza por una inflamación y disfunción del islote que finalmente resulta en una clara intolerancia a la glucosa y una secreción deficiente de insulina. Además, la AAT protegió a las células J3 de la acción citotóxica del hIAPP en ca-cultivos con macrófagos. Sin embargo, la AAT no bloqueó la liberación de la cltoquina proinflamatoria IL-113 por parte de los macrófagos tratados con hIAPP. En cambio, la AAT sí blo ueo los efectos citotóxicos de los roductos secretados or los macrófa os