Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T20:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelini_Nagela_M.pdf: 1358649 bytes, checksum: fa79dc1fdebb1f263e4c5e7db9dfb597 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Em adultos, a massa de célula ? é mantida por um balanço entre proliferação, tamanho, neogênesis e morte de célula ?. A resistência à insulina (RI) perturba esta regulação e altera o crescimento e a sobrevivência destas células, promovendo um aumento compensatório da massa de céulas ? e secreção de insulina. Neste trabalho nos investigamos a contribuição do sistema nervoso parassimpático na RI induzida por Dexametasona (DEX) e hiperinsulinemia em ratos. Ratos Wistar de 70 dias foram divididos em três grupos: Controle (CTL), vagotomizados (VAG) e sham operados (SHAM). Aos 90 dias de vida metade dos animais de cada grupo foram tratados com 1 mg/kg de DEX por 5 dias consecutivos (CTL DEX, VAG DEX e SHAM DEX). Na presença de glicose 8.3 mM mais Carbacol (Cch) 100 ?M ilhotas isoladas CTL DEX secretaram significantemente mais insulina que ilhotas CTL. Não foi obervado diferença na secrecão de insulina entre CTL e SHAM ou entre CTL DEX e SHAM DEX. Entretanto ilhotas de VAG DEX secretaram significantemente mais insulina. A potencialização da secreção de insulina estimulada pela glicose (SIEG) frente ao estímulo do agonista colinérgico (Cch) foi significantemente maior em ilhotas VAG CTL e VAG DEX que SHAM CTL e SHAM DEX, respectivamente. Em ilhotas CTL DEX o conteúdo das proteínas M3R e PLC?1, mas não PKC?, foi significantemente maior comparado com seus respectivos controles. Entretanto, pPKC? aumentou significantemente em CTL DEX. Em ilhotas VAG DEX a expressão da proteína M3R aumentou significantemente comparado com VAG CTL e SHAM DEX. A vagotomia per se não afetou a RI, mas atenuou a insulinemia de jejum e alimentado em VAG DEX vs SHAM DEX . Em conclusão, este trabalho indica uma importante participação do sistema nervoso parassimpático através do receptor muscarínico na hiperinsulinemia / Abstract: In adults, the beta-cell mass is maintained via a balance of beta-cell proliferation, size, neogenesis, and beta-cell death. The insulin-resistant state disrupts this regulation and alters beta-cell growth and survival, promoting a compensatory increase in beta-cell mass and insulin secretion. Here, we investigated the contribution of the cholinergic nervous system to dexamethasone-induced insulin resistance and hyperinsulinemia in rats. Seventy-day-old Wistar male rats were distributed in three groups, control (CTL), vagotomized (VAG), and sham operated (SHAM). On the 90th day of life, half of the rats were treated daily with 1 mg/kg of dexamethasone for 5 days (CTL DEX, VAG DEX, and SHAM DEX). In the presence of 8.3 mM glucose plus 100 µM carbachol (Cch), isolated islets from CTL DEX secreted significantly more insulin than CTL. No differences in insulin secretion were observed between CTL and SHAM or CTL DEX and SHAM DEX. However, islets from VAG DEX secreted significantly more insulin than SHAM DEX. Cch-potentialization of secretion was further increased in islets from VAG CTL and VAG DEX than SHAM CTL and SHAM DEX, respectively. In CTL DEX islets, M3R and PLC?1, but not PKC?, protein content was significantly higher compared with each respective control; however, pPKC? was significantly increased in the CTL DEX. In islets from VAG DEX, the expression of M3R protein increased significantly compared to VAG CTL and SHAM DEX. Vagotomy per se did not affect insulin resistance, but attenuated fasted and fed insulinemia in VAG DEX, compared with SHAM DEX rats. In conclusion, these data indicate an important participation of the cholinergic nervous system through muscaric receptors in dexamethasone-induced hyperinsulinemia in rats / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschiero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_KellyElizeuda_M.pdf: 1866524 bytes, checksum: 87ae185f2da61d551d322f4375943e54 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O INGAP-PP é um pentadecapeptídeo constituído pela seqüência de aminoácidos do resíduo 104 ao 118 do INGAP (Islet Neogenesis Associated Protein), o qual é expresso no pâncreas exócrino e também nas células ductais durante a neogênese de células ßpancreáticas. Nesse trabalho, analisamos o efeito do tratamento crônico (4 dias) com INGAP-PP sobre a secreção de insulina, expressão gênica e protéica das subunidades Kir6.2 e SUR1 que formam o canal de K+ATP e do fator de transcrição Foxa2 (regulador da expressão das subunidades desse canal), em ilhotas isoladas de ratos adultos. As ilhotas tratadas com INGAP-PP (10 µg/mL) secretaram significativamente mais insulina quando incubadas por 1 h em concentrações entre 2.8 e 22.2 mM de glicose em comparação às ilhotas controles. Resultados de RT-PCR mostram que ilhotas tratadas com INGAP-PP tiveram expressão gênica do Foxa2 e das subunidades SUR1 e Kir6.2 aumentada. A expressão das proteínas SUR1 e Foxa2, analisada por Western Blotting, também foi maior nas ilhotas tratadas com INGAP-PP. Quando perfundidas na presença de 22,2 mM de glicose o aumento da secreção de insulina pelas ilhotas tratadas se manifestou com um primeiro pico secretor significativamente maior do que as ilhotas controles. Em presença de 2,8 mM de glicose, ilhotas tratadas com INGAP-PP secretaram mais insulina frente à concentrações despolarizantes de KCl ou tolbutamida (100 µM). Entretanto, a secreção de insulina estimulada por tolbutamida não diferiu entre os grupos em presença de 22,2 mM de glicose. A análise do efluxo de 86Rb mostrou que as ilhotas cultivadas com INGAP-PP apresentam menor efluxo do isótopo em relação às controle. Portanto, a maior secreção de insulina frente à glicose e concentrações despolarizantes de K+ indica que o tratamento com INGAP-PP induziu alterações que tornaram as células ßmais sensíveis a agentes despolarizantes. Quando associamos estes resultados ao aumento da expressão das proteínas formadoras do canal K+ATP e à redução do efluxo de 86Rb pelas ilhotas tratadas com INGAP-PP, podemos sugerir que o aumento no número de canais KATP pode ser um dos responsáveis pelo aumento na secreção de insulina nas ilhotas tratadas com o peptídeo / Abstract: Cultured adult rat islets were used to study the effect of INGAP-PP upon: a) gene expression of Kir6.2 and SUR1 of K+ATP channels and of their transcription factor Foxa2 (RT-PCR), b) protein levels (Western blotting) of SUR1 and Foxa2, c) static and dynamic insulin secretion elicited by metabolic and non metabolic stimuli and d) 86Rb efflux from perifused islets. INGAP-PP increased significantly the expression of Kir6.2, SUR1 and Foxa2 and the protein levels of SUR1 and Foxa2. Islets cultured with INGAPPP and further incubated for 1 h with 2.8 mM glucose, significantly enhanced the release of insulin in response to 40 mM KCl, and 100 µM tolbutamide. The dose-response curve of insulin secretion to increasing glucose concentrations (2.8 to 22.2 mM) shifted to the left in INGAP-PP-cultured islets with an EC50 of 10.0 ± 0.4 vs. 13.7 ± 1.5 mM glucose of the controls (P < 0,05). In dynamic studies INGAP-PP increased significantly the first-phase of insulin secretion elicited by either 22.2 mM glucose or 100 µM tolbutamide and promotes a higher glucose-induced reduction of 86Rb efflux from perifused islets. These results confirm the enhancing effect of INGAP-PP upon insulin release induced by different secretagogues and provide new evidence that such effect is due, at least partly, to an enhanced expression of the SUR1 and Kir6.2 genes of K+ATP channels and of the Foxa2 gene that controls their expression. They would also suggest that INGAP-PP could potentially be used to maintain the capacity of cultured islets to release insulin in response to glucose and maybe for the treatment of diabetes / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T07:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_AndressaGodoy_M.pdf: 1309340 bytes, checksum: bcfd538431ee4e55300f80aa0acafa62 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Restrição protéica pós-desmame induz redução na liberação de insulina, resultado de alterações morfo-fisiológicas nas ilhotas de Langerhans. Leucina, aminoácido chave de nosso estudo, exerce uma modulação importante no processo de secreção de insulina e síntese protéica. Camundongos swiss com 21 dias receberam dieta normoprotéica ¿ 17% (C) ou hipoprotéica ¿ 6% (D) por 60 dias. Em seguida, os grupos foram redivididos e receberam leucina 1,5% (Leu) na água de beber por 30 dias (CL e DL). Caracterizamos o modelo de restrição protéica através da avaliação de parâmetros bioquímicos plasmáticos e de teste de tolerância à glicose e à insulina. Avaliamos nas ilhotas desses animais a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos, a expressão de proteínas chaves envolvidas no processo de regulação da secreção de insulina, a sobrevivência celular e as oscilações citoplasmáticas de cálcio. Os animais desnutridos se mostraram mais sensíveis à insulina e com melhor captação periférica de glicose, sendo que a Leu não influenciou neste parâmetro. Frente aos estímulos testados: glicose, carbacol, leucina e KIC, as ilhotas dos animais D secretam significativamente menos insulina quando comparados com C e com exceção do KIC, a Leu influenciou na secreção de insulina principalmente no grupo DL. A expressão das proteínas: M3, PKC, PKA, canal de cálcio, AKT e p-AKT se mostraram diminuídas nos animais D e a Leu aumentou os níveis de expressão principalmente no DL. Avaliamos também a viabilidade celular das ilhotas e não houve diferença entre os grupos, observamos apenas uma tendência de diminuição no D. Por fim, verificamos que a restrição protéica modificou o padrão oscilatório de cálcio das ilhotas frente à glicose e carbacol, produzindo ondas rápidas com baixa amplitude e alta frequência. A Leu teve efeito contrário, produzindo ondas lentas com alta amplitude e baixa frequência, sugerindo maior mobilização de cálcio e secreção de insulina nos animais tratados. Concluímos que a restrição proteíca durante os estágios iniciais de vida induz diversas alterações nas ilhotas de camundongos que causam comprometimento de processos essenciais como secreção de insulina e síntese protéica. A Leu restaura parcial ou totalmente a secreção de insulina prejudicada nos animais desnutridos, pois proporciona maior aporte energético para a célula e mais importante, nossos resultados mostraram que a Leu estimula a síntese protéica e restaura os níveis de expressão de proteínas chaves do processo de secreção de insulina nas ilhotas dos animais desnutridos, explicando a melhora na secreção de insulina encontrada nos animais DL / Abstract: Protein restriction after weaning induce reduced insulin release, as a result of morpho-physiologic alterations in the islets of Langerhans. Leucine, the aminoacid investigated in our study, modulates insulin secretion process as well as protein synthesis. Twenty-one days-old Swiss mice received normoproteic ¿ 17% (C) or hipoproteic diet ¿ 6% (D) for 60 days. Then, the groups were further divided and part of the animals received leucine 1.5% (Leu) into the drinking water for 30 days (CL and DL). This model of protein restriction was characterized through plasmatic biochemistry analysis and glucose and insulin tolerance tests. Islets were evaluated for insulin secretion stimulated by different secretagogues, expression of proteins involved in the process of insulin secretion regulation, cellular survival and citoplasmatic calcium oscillations. The malnourished animals (D and DL) were more sensitive to insulin and had improved peripheral glucose uptake, with no Leu influence. In response to: glucose, carbachol, leucine and KIC, the islets of the D group secreted less insulin compared to the C group and, except for KIC, Leu influenced insulin secretion, mainly in the DL group. The expression of the proteins: M3, PKC, PKA, calcium channel, AKT and p-AKT were reduced in the D animals and Leu increased the expression of these proteins mainly in the DL animals. We have also evaluated the cellular viability of the islets, and no difference among the groups was observed. Finally, we observed that the protein restriction modulates the calcium oscillations in response to stimulation of glucose and carbachol resulting in high-frequency and low-amplitude oscillations. Leu had the opposite effect resulting in high-amplitude and low-frequency oscillations, which suggests bigger ion traffic and insulin secretion. We concluded that protein restriction during the early stages of life cause alterations in mice islets of Langerhans that compromise essential process such as insulin secretion and protein synthesis. Leu recovers partial or completely insulin secretion in the malnourished animals by increasing cells energy stocks and most importantly, our results showed that Leu stimulates protein synthesis and restores the expression of key proteins in the process of insulin secretion in the islets of malnourished animals, explaining the improvement in insulin secretion found in the DL animals / Mestrado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_HelenaCristinadeLima_D.pdf: 1532159 bytes, checksum: fe4c9ebe74242b72b674f100ed50b427 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) aumenta a massa das células ß e potencializa a secreção de insulina induzida por glicose. Neste projeto, estudamos os efeitos de um pentadecapeptídeo contendo a seqüência 104 a 118 de aminoácidos do INGAP (INGAP-PP) sobre a expressão de genes das células insulares, expressão e fosforilação de componentes das vias PI3K e MAPK, sinalização colinérgica, bem como secreções dinâmica e estática de insulina, em ilhotas isoladas de ratos neonatos. Ilhotas cultivadas com INGAP-PP por 4 dias secretaram significativamente mais insulina em resposta a glicose, comparado às ilhotas controle. Análise do padrão da expressão, por macroarray, de ilhotas cultivadas com INGAP-PP, mostrou que de 2.352 genes fixados na membrana de nylon 210 apresentaram expressão aumentada e apenas 4 diminuída. Dentre os genes modulados positivamente pelo INGAP-PP vários estão relacionados com o metabolismo das células insulares, mecanismo de secreção de insulina, crescimento, maturação, manutenção da massa celular e exocitose. Exposição aguda de ilhotas neonatais ao INGAP-PP aumentou significativamente a fosforilação de Akt-Ser473 e ERK1/2-Thr202/Tyr204 bem como a secreção dinâmica de insulina frente a 2 e 20 mM de glicose. Ilhotas tratadas durante 4 dias com INGAP-PP também apresentaram aumento da expressão do receptor muscarínico M3 e da PLC-ß2. Essas ilhotas, quando expostas agudamente ao Cch tiveram fosforilação de P70S6K-Thr389 e ERK1/2 aumentada. Ainda, essas ilhotas secretaram mais insulina frente a estímulo colinérgico, comparado às ilhotas controle. Nossos resultados mostram que o INGAP-PP aumenta a secreção de insulina, a transcrição de vários genes importantes para a funcionalidade do pâncreas endócrino e a fosforilação de proteínas envolvidas nas vias PI3K e MAPK. O aumento da secreção de insulina bem como fosforilação de P70S6K e ERK1/2 pelo Cch sugere participação também da via colinérgica nos efeitos mediados pelo INGAP-PP. / Abstract: The Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) increases pancreatic ß-cell mass and potentiates glucose-induced insulin secretion. Here, we have studied the effects of the pentadecapeptide having the 104-118 amino acid sequence of INGAP (INGAP-PP) on the expression of genes related to the pancreatic islets, the expression and phosphorylation of components of the PI3K and MAPK pathways, the cholinergic signaling, and static and dynamic insulin secretion in neonatal rat islet. Islets cultured with INGAP-PP released significantly more insulin in response to glucose than controls. The macroarray analysis showed that 210 out of 2,352 genes, spotted in the nylon membranes, were up- ,regulated while only 4 were down-regulated by INGAP-PP-treatment. The main categories of genes modulated by INGAP-PP 4-days cultured islet include several genes related with islet metabolism, insulin secretion mechanism, growth, maturation, maintenance of islet-cell mass, and exocytosis. Shortterm exposure of neonatal islets to INGAP-PP significantly increased Akt-Ser473 and ERK1/2-Thr202/Tyr204 phosphorylation as well as insulin secretion from islets perifused with 2 and 20 mM glucose. Four-days cultured islets with INGAP-PP also showed increased expression of M3 receptor subtype and PLC-ß2 proteins. In addition, brief exposure of INGAP-PP-treated islets to Cch significantly increased P70S6KThr389 and ERK1/2 phosphorylation and these islets released more insulin when challenged with Cch. In conclusion, these data show that INGAP-PP enhances insulin secretion and transcription of several islet genes, and also increases the expression and phosphorylation of proteins involved in PI3K and MAPK pathways. The increased insulin secretion in response to Cch as well as P70S6K and ERK1/2 proteins phosphorylation, also suggest the participation of the cholinergic pathway in INGAP-PP mediated effects. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Avaliamos importância da NADPH oxidase 2 (NOX2) na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) em ilhotas de ratas alimentadas ou em jejum, incubadas na presença de 2,8 mM ou 16,7 mM de glicose, associada ou não a leucina, com ou sem inibição da NOX2. As ilhotas dos animais alimentados ou em jejum apresentaram reduzida secreção de insulina e altas concentrações de EROs na presença de 2,8 mM de glicose. Esses parâmetros foram invertidos pela adição de inibidores da NOX2. A leucina, que é metabolizada no Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, também aumentou a secreção de insulina por aumento de ATP, e diminuiu as EROs, devido ao aumento de NADPH, um substrato do sistema antioxidante. Desse modo, quando as ilhotas são submetidas ao jejum, a diminuição da atividade secretória é fundamental para impedir que quantidades maiores de hormônio sejam secretadas, podendo levar a uma hipoglicemia. Porém, na presença de alta concentração de glicose, a ativação das defesas antioxidantes da célula b atenua o excesso de EROS, liberando a secreção de insulina. / We sought to evaluate the importance of NADPH oxidase 2 (NOX2) in the production of reactive oxygen species (ROS) in islets from rats fed or fasted, incubated in the presence of glucose 2.8 mM or 16.7 mM, with or without leucine or inhibition of NOX2. Islets of fed or fasted animals showed reduced insulin secretion and high concentration of ROS in the presence of 2.8 mM glucose. These parameters were reversed by addition of inhibitors NOX2. Leucine that is metabolized in the cycle of Tricarboxylic Acids (TCA) also increased insulin secretion, by increasing ATP, and ROS decreased due to the increase of NADPH, a substrate of the antioxidant system. Thus, when the islets are subjected to fasting, decreased secretory activity is essential to prevent amounts of the hormone be secreted and may lead to hypoglycaemia. However, in the presence of high glucose levels, activation of antioxidant defenses of b cell attenuates the excess of ROS, releasing insulin secretion.

Os genes relógio são responsáveis pelo ritmo circadiano e homeostase de diversos sistemas biológicos, incluindo o pâncreas endócrino. Nas células &beta; são de grande importância para a regulação do metabolismo e da secreção de insulina (SI), e sua ausência pode levar ao desenvolvimento do diabetes. A NADPH oxidase (NOX) é um complexo enzimático responsável pela produção do ânion superóxido através da redução do oxigênio molecular. Em ilhotas pancreáticas, a NOX participa da regulação do metabolismo da glicose e da SI, através da modulação do estado redox intracelular. O objetivo do nosso estudo foi verificar se a desregulação dos genes relógio mediada pela ausência de Bmal1 seria capaz de modular a NOX e o estado redox nas células &beta; pancreáticas, influenciando assim a SI. Observamos que a ausência de Bmal1 alterou a atividade e expressão da NOX, desregulando o estado redox intracelular. Essas alterações levaram à redução da viabilidade celular e mudanças na resposta à estimulação com glicose, resultando em uma deficiência na principal função da célula &beta; a SI. / Clock genes are responsible for homeostasis and circadian rhythm in various biological systems, including endocrine pancreas. In &beta; -cells, they are important for the regulation of metabolism and insulin secretion (IS), and its absence can lead to development of diabetes. NADPH oxidase (NOX) is an enzymatic complex responsible for production of superoxide anion by reducing molecular oxygen. In pancreatic islets, NOX regulates glucose metabolism and IS through modulation of the intracellular redox state. The aim of our study was to investigate whether dysregulation of clock genes mediated by Bmal1 suppression would be able to modulate NOX activity and redox state in pancreatic &beta; cells, thus influencing the SI. In this work, the lack of Bmal1 altered the activity and expression of NOX, deregulating the intracellular redox state. These changes led to reduced cell viability and changes in cell response after stimulation with glucose, resulting in a deficiency in &beta; cell main function, GSIS.

Les syndromes lipodystrophiques sont des maladies rares caractérisées par une perte sélective et en quantité variable de tissu adipeux (TA). Ils constituent un groupe hétérogène de pathologies du TA, de par des étiologies multiples, la quantité de perte du tissu adipeux (généralisée ou partielle), le caractère congénital ou acquis, l'intégration dans des pathologies systémiques complexes ou non. Sur le plan physiopathologique, la limitation des capacités d'expansion du TA dans ces syndromes conduit aux troubles métaboliques dominés par l'insulinorésistance majeure avec notamment diabète et hypertriglycéridémie. La leptine, hormone aux effets pléiotropes sécrétée par le tissu adipeux, est déficiente dans ces syndromes. Son utilisation thérapeutique dans les syndromes lipodystrophiques permet une amélioration de l'insulinorésistance et des paramètres glucido-lipidiques. Afin de mieux caractériser les mécanismes d'amélioration de ces paramètres, nous avons traité la première cohorte française de patients diabétiques atteints de lipodystrophies génétique par leptine recombinante. Nous avons montré une amélioration de l'insulinosécrétion par des mesures de référence ainsi qu'une diminution des concentrations sériques de l'enzyme PSCK9 sous traitement, qui pourraient contribuer à l'amélioration des paramètres lipidiques. Nous avons également étudié des patients traités par glucocorticoïdes et développant une lipodystrophie glucocorticoinduite et nous avons montré que la concentration de leptine avant traitement est prédictive du risque de survenue de ces lipodystrophies. Ainsi la leptine semble jouer un rôle clé dans la physiopathologie de différents syndromes lipodystrophique. / Lipodystrophic syndromes are very rare diseases characterized by selective loss of varying amounts of adipose tissue. They constitute a heterogeneous group of adipose tissue diseases, by multiple etiologies, the amount of loss of adipose tissue (generalized or partial), congenital or acquired character, integration in complex or non-complex systemic pathologies. On the physiopathological level, the limitation of the capacities of expansion of adipose tissue in these syndromes leads to metabolic disorders dominated by major insulin resistance with especially diabetes and severe hypertriglyceridemia.Leptin, a hormone secreted by adipose tissue, is deficient in these syndromes. It has pleiotropic effects and its therapeutic use in these syndromes allows an improvement of insulin resistance and of glucose and lipid parameters. In order to better characterize the metabolic improvement mechanisms, we treated the first French cohort of diabetic lipodystrophic patients with recombinant leptin and we were able to demonstrate an improvement of insulin secretion by the reference measures calculated during hyperinsulinemic euglycemic clamps and hyperglycaemic clamps. We also showed a decrease in the serum concentration of PSCK9 under treatment, which could contribute to the improvement of lipid parameters. We also studied patients treated with glucocorticoids and with glucocorticoinduced lipodystrophy and we were able to show that the concentration of leptin prior to treatment is predictive of the occurrence of lipodystrophies. Thus leptin appears to play a key role in the pathophysiology of different types of lipodystrophies.

Les récepteurs purinergiques P2Y ont un rôle modulateur de la sécrétion d'insuline et constituent une cible potentielle pour la recherche de nouveaux antidiabétiques. Dans le modèle du pancréas isolé perfusé de Rat, dans des conditions fonctionnelles proches de la physiologie, nous avons montré que l'activation de ces récepteurs potentialise l'effet insulino-sécrétoire d'une stimulation glucosée. Cet effet requiert le métabolisme du glucose ; il est probablement lié à une augmentation de la concentration intracellulaire de Ca2+, et est indépendant d'un effet direct sur les canaux potassiques ATP dépendants. Nous avons également étudié les effets pancréatiques de nouveaux agonistes des récepteurs P2Y, synthétisés par l'équipe du Pr B. Fischer : parmi ces dérivés, le 2-méthylthio-ATP-a-S (isomère A) est un insulino-sécrétagogue gluco-dépendant, hautement efficace et puissant (CE50 de 28,1 nmol/l), avec une très bonne sélectivité tissulaire. Par ailleurs, nous avons exploré l'implication des récepteurs P2Y dans la prolifération cellulaire en utilisant un modèle de lignée cellulaire insulino-sécrétrice issue d'insulinome de Rat (lignée INS-1E) : aux doses utilisées, l'ATP-a-S (agoniste du récepteur P2Y) et le GLP-1 entraînent une réponse insulinique comparable, mais une augmentation de l'AMPc intracellulaire d'amplitude différente ; de plus, contrairement au GLP-1, l'ATP-a-S est sans effet sur la prolifération des cellules. Enfin, en collaboration avec l'équipe du Pr C. Gachet, nous avons montré l'implication des récepteurs de sous-type P2Y1 dans la réponse insulinique d'îlots pancréatiques de Souris. Nos travaux ont donc permis d'améliorer les connaissances sur les récepteurs purinergiques P2Y des cellules ß pancréatiques en ce qui concerne leurs mécanismes d'action, leurs effets sur l'insulino-sécrétion et sur la prolifération cellulaire ; nous avons également contribué au développement d'agonistes spécifiques, potentiellement intéressants pour le traitement du diabète de type 2. / P2Y purinergic receptors play a role in the modulation of insulin secretion and represent a potential therapeutic target for new antidiabetic drugs. In the model of isolated perfused rat pancreas, in functional conditions close to physiology, we have shown that the activation of these receptors amplify the glucose-induced insulin secretion. This effect requires the metabolism of glucose; it is probably related to a rise in intracellular Ca2+ concentration, and is independent from a direct effect on ATP-dependent potassium channels. We have also studied the pancreatic effects of new P2Y receptor agonists, synthesized by the group of Prof. B. Fischer: among these compounds, 2-methylthio-ATP-a-S (A isomer) is a glucose-dependent insulin secretagogue, with high efficacy and potency (EC50 at 28.1 nmol/l), and with very good tissue selectivity. On the other hand, we have investigated the implication of P2Y receptors in cell proliferation, using a model of insulin secreting cell line from rat insulinoma (INS-1E cell line): at the doses used, ATP-a-S (a P2Y receptor agonist) and GLP-1 induce a similar insulin response, but an increase in intracellular cAMP of different magnitude; moreover, in contrast to GLP-1, ATP-a-S is ineffective on cell proliferation. Finally, in collaboration with the group of Prof. C. Gachet, we have shown that the P2Y1 receptor subtype was involved in the insulin response of mice pancreatic islets. Thus, our studies contributed to the improvement of knowledge on P2Y purinergic receptors of pancreatic ß-cells, as regards their mechanisms of action, their effects on insulin secretion and on cell proliferation; we also contributed to the development of specific agonists, potentially interesting for the treatment of type 2 diabetes.

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_LucianaMateus_M.pdf: 1375240 bytes, checksum: fe3cbb519b479a70d1a3fcd2f6fd3b82 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: incidência do diabetes mellitus tipo 2 vem crescendo em todo o mundo, e a estimativa para os próximos anos é que continue aumentando. Dentro desse panorama, destacamos estudos relacionados com substâncias classificadas como desreguladores endócrinos, caracterizados tanto por alterar a síntese, liberação e ação de hormônios bem como atuar sobre receptores hormonais. Dentre os desreguladores endócrinos, alguns apresentam potencial obesogênico e diabetogênico, como é o caso do Bisfenol A (BPA). Estudos demonstram que o BPA, substância utilizada na manufatura do plástico policarbonato e resina epóxi, possui ação sobre receptores de estrógeno. Devido sua ampla aplicação em itens utilizados cotidianamente, estamos constantemente expostos ao BPA desde o desenvolvimento fetal. O objetivo desse estudo foi investigar o efeito da exposição de ilhotas pancreáticas de camundongos neonatos ao BPA. Foram utilizadas ilhotas de neonatos (4 a 6 dias de vida) cultivadas por 48 horas com 0,1nM de BPA para avaliar: 1) secreção de insulina; 2) expressão gênica; 3) conteúdo proteico. Os resultados foram analisados pelo teste t-Student, com nível de significância p<0,05. A secreção de insulina induzida por glicose ou solução de KCl 40 mM foi prejudicada nas ilhotas tratadas com BPA. O conteúdo total de insulina, assim como a expressão dos genes da insulina não foram alterados. Houve redução tanto da expressão gênica como do conteúdo proteico de conexina 36 nas ilhotas tratadas. O BPA reduziu a expressão gênica da subunidade beta 2 do canal de cálcio do tipo L e o conteúdo proteico das subunidades kir6.2 e sur1 do canal de potássio ATP-dependente. O conteúdo de vamp2 e sintaxina 1A também foi menor nas ilhotas tratadas. Concluímos que a exposição das ilhotas de neonatos ao BPA na concentração e tempo utilizados promove alterações dos mecanismos moleculares envolvidos na secreção de insulina / Abstract: Type 2 diabetes is increasing worldwide. Recently, studies have shown the diabetogenic effects of some chemical components used in packages of food and beverages. An obsesogenic and diabetogenic substance is the bisphenol A (BPA), used in manufacture of polycarbonate plastic and epoxy resin. Our exposure to this substance may begin during fetal development and in the first hours of life still in hospital. The aim of this study was to investigate the effects of BPA in islets from newborn mice. Neonate pancreatic islets (4-6 days) were isolate by collagenase method and were cultured with BPA (0.1 nM) for 48 hours, and then used to evaluate: 1) insulin secretion; 2) gene expression; 3) protein content. The results were analyzed by Student t-test, p<0.05. We observed a reduced insulin secretion in response to both glucose and 40 mM KCl solution. However, total insulin content and Ins1/Ins2 gene expression was not altered. On the other hand, connexin 36 gene and protein expression were decreased. Another genes involved with b-cell maturation were unchanged. Furthermore, BPA decreased gene expression of beta 2 subunit of L-type calcium channel. Protein content of K-ATP channel (kir6.2 and sur1), vamp2 and syntaxin 1A were also reduced. We concluded that 0.1 nM BPA exposure for 48 h alters molecular mechanisms involved with insulin secretion from newborn islets in culture / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

En France, l’obésité touche 15% de la population et est en perpétuelle augmentation. Elle est une cause majeure du diabète de type 2. Elle se traduit par un accroissement du nombre de cellules de stockage du gras (adipocytes) et une résistance périphérique à l’insuline. Chez des individus obèses, l’augmentation du nombre d’adipocytes est associée à une diminution de l’expression de la sortiline, protéine transmembranaire dont le clivage entraine la formation du propeptide (PE) et sa libération dans la circulation sanguine. L’analogue synthétique du PE, la spadine, est connu pour moduler l’activité du canal potassique TREK-1. Ce canal étant exprimé dans la cellule bêta pancréatique qui sécrète l’insuline, une hormone participant à la régulation du taux de glucose dans le sang, il est possible que la spadine joue un rôle dans l’homéostasie du glucose. Mes résultats confirment cette hypothèse. En effet, la spadine améliore la tolérance au glucose des souris, en favorisant la libération d’insuline. La spadine est également connue pour interagir avec sortiline, indispensable au trafic du transporteur de glucose Glut4 vers la membrane des adipocytes. Cette interaction spadine-sortiline suggère que la spadine pourrait moduler l’entrée du glucose dans les adipocytes via la sortiline. Mes résultats montrent que la spadine ne modifie pas les capacités de stockage du glucose des adipocytes. En conclusion, la spadine joue un rôle dans la sécrétion de l’insuline et dans la régulation de la glycémie, ce qui peut présenter un intérêt pharmaceutique / In France, approximately 15% of the population is obese and this number keeps rising up every year. Obesity is a major cause of diabetes, inducing an increase of the number of fat-filled cells, called the adipocytes, and a peripheral insulin resistance. This increase of the number of adipocytes is associated with a decrease of sortilin expression, a transmembrane protein which is involved in the release of a propeptide (PE) in the blood circulation. Spadin, a synthetic PE analog, is known to modulate the potassium TREK-1 channel activity. Since, this channel is expressed in pancreatic beta cells which secrete insulin, a hormone involved in blood glucose regulation, spadin may play a role in glucose homeostasis. Consistent with this hypothesis, spadin improves glucose tolerance in mice, by stimulating insulin release. Spadin is a natural peptide derived from sortilin, which is known to control the glucose transporter Glut4 trafficking to the plasma membrane of adipocytes. This suggests that spadin may regulate glucose storage in adipocytes by affecting the sortilin function. However, my results show that spadin has no effect on glucose storage. In summary, spadin is involved in insulin secretion and glucose homeostasis and may be an alternative treatment against obesity and diabetes