Rol del estrés del retículo endoplasmático, estrés oxidativo y la respuesta inflamatoria en la disfunción de las células β pancreáticas inducida por dieta rica en fructosa: su posible prevención con agentes antioxidantes y chaperonas químicas

Abstract

La administración de una dieta rica en fructosa (DRF) a ratas normales induce cambios endócrino-metabólicos similares a la prediabetes (PD) humana, como hipertrigliceridemia, TGA, insulinorresistencia (IR), hiperinsulinemia e hiperleptinemia, asociados a un aumento del estrés oxidativo (EO) y disminución de la masa de células β por apoptosis. La IR presente en la PD, induce aumento de la secreción de insulina, provocado por una sobrecarga funcional β que activa el estrés del retículo endoplasmático (ERE), desencadenando una respuesta compensatoria para restaurar la homeostasis del RE y, si no lo logra, promueve la muerte celular por apoptosis. El ERE desencadena alteraciones en la vía de señalización de la insulina y una respuesta inflamatoria que contribuirían a promover la disfunción y disminución de la masa β. Modificaciones epigenéticas como los micro ARNs(miARNs) contribuirían al desarrollo de dichas alteraciones claves en la transición de PD a DT2, aunque no está claro el papel que cumplirían en este complejo mecanismo. El objetivo de este trabajo es estudiar el rol del ERE, EO, respuesta inflamatoria y la participación de moduladores epigenéticos (miARNs) en la disfunción de las células β pancreáticas inducida por una DRF. Para evaluar la prevención del desarrollo de estas alteraciones mediante la administración durante los últimos 5 días de tratamiento, de un antioxidante (ácido α-lipoico) y una chaperona química que atenúa el ERE (ácido 4-fenil butírico o PBA). Para ello, ratas normales durante 21 días con una dieta comercial estándar (C), fructosa al 10% en el agua de bebida (DRF), DRF + ácido α-lipoico y DRF + PBA. Se estudiarán parámetros séricos y nutricionales, se aislarán los islotes pancreáticos para medir función insular, expresión génica (niveles de ARNm y proteína) de marcadores de ERE, autofagia, EO, mediadores de la cascada de insulina, respuesta inflamatoria, apoptosis y se identificarán moduladores epigenéticos (miARNs) claves en la falla de la masa/función β. Resultados preliminares muestran que la DRF aumenta los niveles triglicéridos, TBARS, col no HDL e índice de IR y disminuye el col HDL; alteraciones revertidas con la administración de PBA. En ratas DRF presentó TGA que se restableció con el tratamiento con PBA. El grupo DRF registró un aumento de los niveles de ARNm de los marcadores de ERE, autofagia, inflamación y apoptóticos, y una disminución de los niveles de ARNm y de proteina de los mediadores de la cascada de insulina. Todas estas alteraciones se revirtieron con la administración de PBA. La DRF induce un estado de PD con dislipemia, EO, IR, TGA y sobrecarga funcional β con ERE, respuesta inflamatoria y apoptosis, responsables de la disfunción y disminución de la masa de células β. Estas alteraciones fueron revertidas/atenuadas con la administración de PBA, indicando que el uso de chaperonas químicas resultaría una alternativa terapéutica prometedora para prevenir/ retrasar el desarrollo de diabetes tipo 2.