Plasticitat de la cèlula beta en l'obesitat

Abstract

INTRODUCCIÓ<br/><br/>En l'obesitat, per a contrarestar l'increment de la resistència a insulina i mantenir la normoglucèmia, es produeix un augment de la secreció d'insulina i de la massa de cèl·lula beta. Aquesta plasticitat de la cèl·lula beta és essencial per a evitar l'aparició de la diabetis mellitus tipus 2 però encara no es coneixen amb exactitud els mecanismes moleculars que la regulen. D'altra banda, el teixit adipós, a més de la seva funció d'emmagatzematge d'energia, té la capacitat de secretar un gran nombre de adipocitocines que exerceixen importants efectes en altres teixits. L'objectiu d'aquest estudi ha estat analitzar el paper de les adipocitocines secretades pel teixit adipós en l'augment compensatori de massa de cèl·lula beta que es dona en resposta a l'obesitat. <br/><br/>MATERIAL I MÈTODES<br/><br/>S'alimentaren rates Wistar amb una dieta de pinso estàndard (CTRL) o de cafeteria (CAF) (65% de l'energia derivada de lípids) durant 30 dies. Transcorreguts aquests 30 dies de dieta, els animals foren sacrificats i es van extreure els pàncrees per a realitzar estudis morfològics. També es va extreure teixit adipós del dipòsit inguinal subcutani (iSUB), de l'epididimari (eWAT) i del mesentèric que envolta el pàncrees (pMES) i es va incubar 4 hores en medi RPMI. Aquest medi condicionat, que contenia els factors alliberats pel teixit adipós, es va emprar posteriorment per a cultivar cèl·lules INS1E i estudiar la proliferació que induïa en elles. Finalment, partint d'un estudi de l'expressió gènica de teixit adipós mesentèric peripancreàtic (pMES) de rates CTRL i CAF mitjançant microarrays, es va dur a terme una cerca dels possibles factors responsables dels efectes del medi condicionat pMES.<br/><br/>RESULTATS <br/><br/>Els estudis morfomètrics del pàncrees mostraren un augment del percentatge d'àrea d'insulina en pàncrees i de la replicació de la cèl·lula beta en les rates alimentades amb dieta de cafeteria. En cultivar les cèl·lules INS1E amb medi condicionat de teixit adipós pMES, s'observà que el medi procedent de les rates obeses induïa el doble de proliferació que el de les rates control. Aquest efecte únicament es va produir amb el medi condicionat de teixit adipós pMES i quedava anul·lat al desactivar el medi amb calor. Del total de gens diferencialment expressats entre rates CAF i CTRL obtingudes dels microarrays de teixit adipós pMES, 26 codificaven per proteïnes secretables i 10 d'aquests estaven implicats en processos de proliferació. Mitjançant PCR quantitativa es va estudiar l'expressió d'aquests 10 gens en els tres dipòsits de teixit adipós per a seleccionar els que tenien un patró d'expressió específic de teixit adipós pMES obtenint el gen Igfbp3 (insulin-like growth factor binding protein 3) com a possible candidat per a explicar els efectes del medi condicionat. Aquest gen, descrit com a un inhibidor de la proliferació, s'expressava 2 vegades menys en teixit adipós pMES de rates CAF que en el de rates CTRL i no mostrava canvis en els altres dipòsits. En desactivar l'Igfbp3 del medi condicionat de rata CTRL amb un anticòs específic, la proliferació induïda en cèl·lules INS1E s'incrementà en un 66%. En canvi, tractant el medi condicionat de rata CAF amb la proteïna Igfbp3 recombinant es va observar l'efecte contrari i la proliferació de les cèl·lules INS1E disminuí en un 47%. <br/><br/>CONCLUSIÓ<br/><br/>Els resultats obtinguts indiquen que en l'obesitat, certs canvis en el patró de secreció de adipocitocines del teixit adipós que envolta el pàncrees donen lloc a un increment de la proliferació de la cèl·lula beta. Un d'aquests canvis és la disminució de l'expressió d'Igfbp3 i, per tant, aquesta proteïna pot jugar un paper important en l'adaptació de la massa de cèl·lula beta a l'obesitat i en el desenvolupament de la diabetis mellitus tipus 2.

<i>In obesity, an increase in beta cell mass occurs in order to cope with the raise in insulindemand. This beta cell plasticity is essential to avoid the onset of hyperglycemia; however the molecular mechanisms that regulate this process still remain unclear. This study analyzed the role of the adipose tissue in the control of beta cell replication. Using a diet-induced model of obesity, we obtained conditioned media from three different white adipose tissue depots. Only in the adipose tissue depot surrounding the pancreas, the diet induced changes that lead to an increase in INS1E and islet replication rate. In order to identify the factors responsible for this proliferative effect, adipose tissue gene expression analysis was conducted by microarrays and qRT-PCR. From all the differentially expressed proteins, only the secreted ones were studied. Insulin-like growth factor binding protein 3 (IGFBP3) was identified as the candidate of this effect. Furthermore, while the blockage of IGFBP3 in the conditioned media leads to an increase in the proliferation rate; the addition of the protein decreased this rate. Taken together, these data show that obesity induces specific changes in the adipokine secretion profile of the adipose tissue depot surrounding the pancreas leading to a decrease in IGFBP3 expression. This decrease acts in a paracrine manner stimulating beta cell proliferation rate. This cross talk between the visceral-pancreatic adipose tissue and beta cell is a novel mechanism that controls beta cell plasticity. </I>