Orientador: Antonio Carlos Boschero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GustavoJorge_M.pdf: 2550633 bytes, checksum: 914361a57f5efd5794bcee99ff8ce2a4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Diabetes Mellitus (DM) é uma síndrome metabólica, de etiologia múltipla, caracterizada por hiperglicemia crônica, decorrente da falta de insulina, às vezes, associado à resistência dos tecidos periféricos a esse hormônio. O DM1 é caracterizado pela infiltração de macrófagos e linfócitos do tipo T-CD4+ e T-CD8+ no pâncreas, devido a uma falha do reconhecimento no sistema autoimune, que desencadeiam processos inflamatórios com liberação de óxido nítrico (NO), de radicais livres e de citocinas tais como: interleucina-1? (IL-1 ?) e Interferon- ? (IFN- ?). Essas citocinas pró-inflamatórias ativam mecanismos que levam a morte celular por apoptose, com perda da massa funcional das células beta. Esses mecanismos podem ser reproduzidos in-vitro pela exposição de células beta a essas citocinas ou à Aloxana. O CNTF é uma citocina de sobrevivência neuronal, e em células beta age sobre o controle glicêmico inibindo secreção de insulina e promovendo sobrevivência de ilhotas. A AMPK é uma proteína quinase que em células beta atua como um sensor do estado energético celular e, quando as concentrações intracelulares de ATP diminuem, a AMPK é ativada estimulando geração de ATP e inibindo o consumo desse nucleotídeo. Em ilhotas, a AMPK desempenha função importante na regulação da secreção de insulina sendo que a inibição de AMPK protege as células beta da apoptose mediada por citosinas (IL-1? e IFN-?) ou induzidas por células T do tipo CD8+ e CD4+. Diante do exposto, conclui-se que CNTF e AMPK desempenham funções importantes e correlatas nas células beta pancreáticas e, podem ser considerados alvos terapêuticos para o tratamento do DM tipo I. Contudo, a interação entre esses dois fatores (CNTF e AMPK) em células secretoras de insulina permanece desconhecida. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a possível papel da interação entre CNTF e AMPK na morte celular induzida pelos agentes diabetogênicos IL-1? e Aloxana. Nossos resultados indicaram que: A Aloxana e a IL-1? dependem da via da AMPK para induzir apoptose em células MIN6; O CNTF modula a via da AMPK em células MIN6 e ilhotas de camundongos Swiss neonato. O CNTF foi capaz de impedir a morte celular induzida por Aloxana e por IL-1? através da downregulation da via da AMPK em células MIN6. / Abstract: Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic syndrome of multiple etiologies, resulting from the lack of insulin sometime associated with an increase in the resistance to the hormone by insulin-target tissues. DM1 is characterized by the infiltration of macrophages and T-type CD4 + and T-CD8 + cells in the pancreas, due to a failure of the autoimmune system, causing inflammation and leading to the release of nitric oxide (NO), free radicals, and cytokines such as interleukin-1? (IL-1?) and interferon-? (IFN-?). These pro-inflammatory cytokines activate pro-apoptotic mechanisms, triggering beta cell death apoptosis, leading to a loss in functional beta cell mass. These mechanisms may be reproduced in vitro with exposure of beta cells to pro-inflammatory cytokines such as IL-1? or to Alloxan. The cytokine CNTF is a neuronal survival factor. Besides, CNTF modulates glycemia, inhibiting insulin secretion and promoting islet cells survival. AMPK is a protein kinase that acts on pancreatic beta cells as a sensor of the cellular energy state, and is activated when the cellular ATP concentrations decrease, stimulating ATP generation and inhibiting ATP consumption. In islets, AMPK plays an important role in regulating insulin secretion and inhibition of AMPK protects beta cells from apoptosis mediated by either cytokines (IL-1? and IFN-?) and/or induced T cell CD8 + and CD4 +. AIMS: Given that, both CNTF and AMPK play important role in beta cells and may be used as therapeutic targets for the treatment of DM1. However, the interaction between these two factors (CNTF and AMPK) in pancreatic beta cells remains unknown. Thus, the objective of this work was to investigate the relationship between interaction of AMPK and CNTF on pancreatic beta cell death, induced by Alloxan or IL-1?. Our results indicated that both Alloxan and IL-1? are dependent of AMPK pathway to induce apoptosis in MIN6 cells; CNTF inhibits AMPK pathway in MIN6 cells as well as in islets of newborn Swiss mice; CNTF prevents beta cell death, induced by Alloxan and IL-1?, through downregulation of AMPK pathway in MIN6 cells. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

PROX1 étant un facteur de susceptibilité au diabète de type 2 (DT2), nousavons réalisé des études génétiques et moléculaires afin de comprendre son rôledans l’étiologie du DT2.Nous avons analysé l’impact de 80 SNPs de PROX1 sur des phénotypescliniques associés au DT2 dans l’étude HELENA (n=1155 adolescents) et montréque trois SNPs (rs340838, rs340837 et rs340836) sont associés à l’insulinémie àjeun. Nous avons évalué la fonctionnalité de 9 SNPs (les 3 SNPs associés et 6 SNPsen déséquilibre de liaison) en utilisant un gène rapporteur Luciférase dans descellules HepG2 et MIN6. Les allèles associés à la diminution de l’insulinémie desSNPs rs340874, rs340873 et rs340835 sont associés à une diminution del’expression du gène rapporteur Luciférase, suggérant que l’expression de PROX1est diminuée chez les individus porteurs des allèles à risque.Nous avons aussi montré que l’inhibition de l’expression de Prox1 par siRNAsdans les cellules INS-1E engendrait une diminution de 1,7 fois de la sécrétiond’insuline en réponse au glucose et qu’une concentration élevée en glucose modulaitpositivement l’expression de la protéine Prox1.Des analyses transcriptomiques réalisées dans les cellules INS-1E ont permisde montrer que certains des gènes cibles de PROX1 dans les cellules bêta sont desgènes impliqués dans des voies de sécrétion d’insuline.Enfin, nous avons également observé que l’agoniste de PPARgamma, latroglitazone, diminuait l’expression de Prox1 dans les cellules INS-1E.Ces résultats suggèrent qu’une altération de l’expression de Prox1 par desvariants cis-régulateurs pourrait conduire à une sécrétion d’insuline en réponse auglucose altérée des cellules bêta, conférant ainsi une susceptibilité au DT2. / As PROX1 is a susceptibility factor for type 2 diabetes (T2D), we conductedgenetic and molecular studies to better understand the role of PROX1 in the etiology of T2D. We assessed the impact of 80 PROX1 SNPs on T2D-related biochemical traits in the HELENA study (n=1155 adolescents) and showed that 3 SNPs (rs340838, rs340837 and rs340836) were significantly associated with fasting plasma insulin levels. We evaluated the functional impact of 9 SNPs (the 3 insulin-associated SNPs plus 6 SNPs in linkage disequilibrium) using a Luciferase reporter gene expression in HepG2 and MIN6 cells. The insulin-lowering alleles of the rs340874, rs340873 and rs340835 SNPs were associated with lower Luciferase gene expression, suggesting that PROX1 expression may be lower in individuals carrying the insulin-lowering alleles. We also showed that the knock-down of Prox1 expression by siRNA in INS-1E cells resulted in a 1.7 fold reduced glucose-stimulated insulin secretion and that high concentrations of glucose positively modulated Prox1 protein expression. Then, microarray analyses performed in INS-1E cells showed that some PROX1 target genes in the _cells are implicated in insulin secretion pathways. Finally, we observed that the PPARgamma agonist, the troglitazone, decreased Prox1 expression in INS-1E cells. Altogether, these results suggest that an altered expression of Prox1 bys cisregulators variants results in an altered -cell glucose-stimulated insulin secretion andthereby confers susceptibility to T2D.

INTRODUÇÃO: O receptor tipo Toll 4 (TLR4) pertencente a uma família de receptores do sistema imune inato, reconhece o padrão molecular de lipopolissacarídeos (LPS), expressos por bactérias Gram negativas. Sua cascata de sinalização, nas células apresentadoras de antígeno, ocorre por duas vias principais: MyD88-dependente, que resulta na ativação de NF-B e na expressão de genes de resposta inflamatória e MyD88-independente, responsável pela ativação dos fatores IRF3 e IRF7, culminando na síntese de interferons e , envolvidos na resposta anti-viral e anti-bacteriana. Células não-imunes, de diversos tecidos, também expressam TLR4, incluindo células pancreáticas murinas e humanas. Devido ao seu papel nos processos inflamatórios, os TLR estão implicados em doenças crônicas como obesidade e diabetes. Estudo anterior do grupo identificou TLR4 como uma molécula que ativa sinais inflamatórios e provoca alterações na homeostase das células . Neste trabalho, investigamos qual via é ativada por LPS e quais os efeitos da expressão do TLR4 na viabilidade celular e na produção de insulina em células murinas. MÉTODOS: Células MIN6 (linhagem celular de insulinoma de camundongo) foram cultivadas em condições de hipo (2,8mM glicose), normo (5,6mM glicose) e hiperglicemia (11,2mM glicose), por 4 dias. Após esse período, foi adicionado LPS (50 ng/mL) por 48h e foram feitas análises por PCR em tempo real, Western Blot, ELISA e citometria de fluxo. RESULTADOS: Os resultados confirmam o aumento de TLR4 em células em condições de hiperglicemia e a via de sinalização ativada por LPS é a via MyD88-dependente, envolvida na produção de citocinas pró-inflamatórias. A via de indução de intérferons tipo 1 está ausente nestas células. Além disso, TLR4 ativado por LPS aumentou secreção de insulina em resposta a glicose, mas não induziu a morte celular. CONCLUSÃO: A expressão de TLR4 em células pancreáticas murinas é induzida em resposta ao aumento da glicemia, constituindo um novo elo entre a agressão à célula causada por altos níveis de glicose e a alteração da função celular induzida por LPS / INTRODUCTION: Toll-like receptor 4 (TLR4) belongs to a family of innate immunity receptors and recognizes the molecular pattern present in lipopolysaccharides (LPS), typical of Gram-negative bacteria. There are two TLR4 signaling pathways, typically in antigen-presenting cells: one is MyD88-dependent, activating NF-kB transcription factor and triggering inflammatory cytokine production and the other is MyD88-independent, leading to activation of IRF3 and IRF-7 and production of interferons e , involved in antiviral and antibacterial immune responses. Non-immune cells in several tissues also express TLR4, including human and murine pancreatic cells. Due to their role in inflammatory processes, TLRs have been implicated in chronic diseases like obesity and diabetes. Our previous study identified TLR4 as a molecule which activates inflammatory signals and induces changes in cell homeostasis. In this study, we investigated which of the TLR4 pathways is activated by LPS and the effects of glucose levels on cell viability and insulin production in a mouse insulinoma cell line. METHODS: MIN6 cells were maintained in low (2,8mM), normal (5,6mM) and high (11,2mM) glucose levels for 4 days, and then incubated with LPS (50 ng/mL) for 48 hours. Analyses were done by real-time PCR, Western Blot, ELISA and flow cytometry. RESULTS: Analysis confirmed increase in TLR4 gene expression in hyperglycemic conditions and showed that the signaling pathway activated by LPS is MyD88-dependent. The interferon induction pathway is absent in these cells. Furthermore, upon activation by LPS, TLR4 impacts on insulin secretion in response to glucose, but without triggering cell death. CONCLUSION: We conclude that TLR4 expression in mouse pancreatic cells is induced in response to increased glucose levels, constituting a new link in the chain of events leading to cell stress caused by high glucose levels with concomitant changes in cell function induced by LPS

INTRODUÇÃO: O receptor tipo Toll 4 (TLR4) pertencente a uma família de receptores do sistema imune inato, reconhece o padrão molecular de lipopolissacarídeos (LPS), expressos por bactérias Gram negativas. Sua cascata de sinalização, nas células apresentadoras de antígeno, ocorre por duas vias principais: MyD88-dependente, que resulta na ativação de NF-B e na expressão de genes de resposta inflamatória e MyD88-independente, responsável pela ativação dos fatores IRF3 e IRF7, culminando na síntese de interferons e , envolvidos na resposta anti-viral e anti-bacteriana. Células não-imunes, de diversos tecidos, também expressam TLR4, incluindo células pancreáticas murinas e humanas. Devido ao seu papel nos processos inflamatórios, os TLR estão implicados em doenças crônicas como obesidade e diabetes. Estudo anterior do grupo identificou TLR4 como uma molécula que ativa sinais inflamatórios e provoca alterações na homeostase das células . Neste trabalho, investigamos qual via é ativada por LPS e quais os efeitos da expressão do TLR4 na viabilidade celular e na produção de insulina em células murinas. MÉTODOS: Células MIN6 (linhagem celular de insulinoma de camundongo) foram cultivadas em condições de hipo (2,8mM glicose), normo (5,6mM glicose) e hiperglicemia (11,2mM glicose), por 4 dias. Após esse período, foi adicionado LPS (50 ng/mL) por 48h e foram feitas análises por PCR em tempo real, Western Blot, ELISA e citometria de fluxo. RESULTADOS: Os resultados confirmam o aumento de TLR4 em células em condições de hiperglicemia e a via de sinalização ativada por LPS é a via MyD88-dependente, envolvida na produção de citocinas pró-inflamatórias. A via de indução de intérferons tipo 1 está ausente nestas células. Além disso, TLR4 ativado por LPS aumentou secreção de insulina em resposta a glicose, mas não induziu a morte celular. CONCLUSÃO: A expressão de TLR4 em células pancreáticas murinas é induzida em resposta ao aumento da glicemia, constituindo um novo elo entre a agressão à célula causada por altos níveis de glicose e a alteração da função celular induzida por LPS / INTRODUCTION: Toll-like receptor 4 (TLR4) belongs to a family of innate immunity receptors and recognizes the molecular pattern present in lipopolysaccharides (LPS), typical of Gram-negative bacteria. There are two TLR4 signaling pathways, typically in antigen-presenting cells: one is MyD88-dependent, activating NF-kB transcription factor and triggering inflammatory cytokine production and the other is MyD88-independent, leading to activation of IRF3 and IRF-7 and production of interferons e , involved in antiviral and antibacterial immune responses. Non-immune cells in several tissues also express TLR4, including human and murine pancreatic cells. Due to their role in inflammatory processes, TLRs have been implicated in chronic diseases like obesity and diabetes. Our previous study identified TLR4 as a molecule which activates inflammatory signals and induces changes in cell homeostasis. In this study, we investigated which of the TLR4 pathways is activated by LPS and the effects of glucose levels on cell viability and insulin production in a mouse insulinoma cell line. METHODS: MIN6 cells were maintained in low (2,8mM), normal (5,6mM) and high (11,2mM) glucose levels for 4 days, and then incubated with LPS (50 ng/mL) for 48 hours. Analyses were done by real-time PCR, Western Blot, ELISA and flow cytometry. RESULTS: Analysis confirmed increase in TLR4 gene expression in hyperglycemic conditions and showed that the signaling pathway activated by LPS is MyD88-dependent. The interferon induction pathway is absent in these cells. Furthermore, upon activation by LPS, TLR4 impacts on insulin secretion in response to glucose, but without triggering cell death. CONCLUSION: We conclude that TLR4 expression in mouse pancreatic cells is induced in response to increased glucose levels, constituting a new link in the chain of events leading to cell stress caused by high glucose levels with concomitant changes in cell function induced by LPS

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome autoimune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β que leva à morte celular. A DM1 é a causa de mais de 5% do total de mortes na população por ano e são poucas as estratégias de tratamento disponíveis. As linhagens celulares, são amplamente utilizadas nos estudos da DM1 como um modelo in vitro. A linhagem celular derivada de insulinoma murino, chamada de MIN6, assemelha-se as ilhotas de camundongo. Sendo assim, pesquisadores comprovaram que estas células apresentam características funcionais semelhantes às células β-pancreáticas em resposta a glicose e a outros secretagogos. Através de agregação espontânea e crescimento tridimensional, estas células formam as pseudoilhotas (PIs). A frutose-1,6-bisfosfato (FBP) é um açúcar bifosforilado, que apresenta duas estruturas anoméricas denominadas α e β furanose. Já são conhecidas algumas ações importantes da FBP, como: ação citoprotetora, antioxidante e anti-inflamatória. Com base no descrito, o objetivo deste estudo foi avaliar a possível ação citoprotetora da FBP sobre células MIN6, cultivadas em monocadas e como pseudoilhotas. Para tal, foram avaliados os efeitos do tratamento com diferentes concentrações (0,30 mM, 0,62 mM e 1,25 mM) de FBP sobre a viabilidade, proliferação e síntese de insulina em células MIN6. Também foram determinados os efeitos da FBP na formação, crescimento e viabilidade das PIs. MIN6 Os resultados mostraram, que em qualquer das doses testadas, a FBP aumentou a adesão das células MIN6. No entanto, os tratamentos com 0,62 e 1,25 mM de FBP provocaram uma inibição significativa da proliferação. A sintese de insulina foi detectada por imunocitoquímica e sua secreção basal estimulada por glicose determinada por ELISA. Como esperado, a formação e o crescimento de PIs é tempo dependente, tanto nas culturas controle como nas tratadas com FBP. Nas culturas tratadas com FBP, a formação de PIs maiores (150-300 μm) foi menor que nas culturas controle. A incorporação de iodeto de propídeo mostrou um aumento da porcentagem de células inviáveis nas culturas de PIs tratadas com 1,25 mM de FBP, sendo citotóxica nessa concentração. Embora ainda sejam necessários mais estudos para aprofundar o conhecimento da atividade citoprotetora da FBP em outros modelos celulares e em ilhotas pancreáticas, nossos resultados mostram que em monocamadas e PIs, da linhagem celular MIN6 utilizadas nos experimentos, que a FBP não apresentou atividade citoprotetora. / Diabetes mellitus type 1 (DM 1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of β cells that leads to cell death.The DM1 is the cause of more than 5% of all deaths in the population per year and there are few treatment strategies available. Cell lines are widely used in studies of DM1 in vitro model. The cell line derived from a mouse β insulinoma MIN6 is similar to the mouse islets. Studies of these cells exhibit functional characteristic similar to pancreatic β-cells in response to glucose and other secretagogues. Spontaneous aggregation and tridimensional growth those cells form the pseudoislets (PIs). Fructose-1,6-bisphosphate (FBP) is a biphosphorylated sugar with two anomeric forms designated α and β furanoses. Important actions of FBP as antioxidant, cytoprotective and anti-inflammatory. Based on the described, in this work, our objective is evaluate the cytoprotective effect of FBP on MIN6 cells in monolayer and pseudoislets agregate cells. The effects of FBP with different concentrations (0.30 mM, 0.62 mM and 1.25 mM) in MIN6 cells on the proliferation, viability and insulin synthesis. We also determined the effects of FBP in the formation, growth and viability of PIs. The results showed that all doses of FBP tested increased adhesion on MIN6 cells. However, the treatment with 0.62 and 1.25 mM of FBP causes a significant decrease in cell proliferation. Insulin synthesis detected by immunocytochemistry, basal and glucose-stimulated insulin secretion was determined by ELISA. As expected, PIs formation and growth is time dependent in the control cultures and treated with FBP. In cultures treated with FBP the formation of larger (150-300 μm) PIs was lower than in control cultures. Propidium iodide incorporation showed an increasing percentage of nonviable PIs cells in cultures treated with 1.25 mM of FBP, including cytotoxic. More studies are required to deepen understanding of the role of cytoprotective activity of FBP in other cell types and in pseudoislets, but our results indicate in cell line MIN6, monolayers and pseudoislets, that FBP did not show cytoprotective activity.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome autoimune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β que leva à morte celular. A DM1 é a causa de mais de 5% do total de mortes na população por ano e são poucas as estratégias de tratamento disponíveis. As linhagens celulares, são amplamente utilizadas nos estudos da DM1 como um modelo in vitro. A linhagem celular derivada de insulinoma murino, chamada de MIN6, assemelha-se as ilhotas de camundongo. Sendo assim, pesquisadores comprovaram que estas células apresentam características funcionais semelhantes às células β-pancreáticas em resposta a glicose e a outros secretagogos. Através de agregação espontânea e crescimento tridimensional, estas células formam as pseudoilhotas (PIs). A frutose-1,6-bisfosfato (FBP) é um açúcar bifosforilado, que apresenta duas estruturas anoméricas denominadas α e β furanose. Já são conhecidas algumas ações importantes da FBP, como: ação citoprotetora, antioxidante e anti-inflamatória. Com base no descrito, o objetivo deste estudo foi avaliar a possível ação citoprotetora da FBP sobre células MIN6, cultivadas em monocadas e como pseudoilhotas. Para tal, foram avaliados os efeitos do tratamento com diferentes concentrações (0,30 mM, 0,62 mM e 1,25 mM) de FBP sobre a viabilidade, proliferação e síntese de insulina em células MIN6. Também foram determinados os efeitos da FBP na formação, crescimento e viabilidade das PIs. MIN6 Os resultados mostraram, que em qualquer das doses testadas, a FBP aumentou a adesão das células MIN6. No entanto, os tratamentos com 0,62 e 1,25 mM de FBP provocaram uma inibição significativa da proliferação. A sintese de insulina foi detectada por imunocitoquímica e sua secreção basal estimulada por glicose determinada por ELISA. Como esperado, a formação e o crescimento de PIs é tempo dependente, tanto nas culturas controle como nas tratadas com FBP. Nas culturas tratadas com FBP, a formação de PIs maiores (150-300 μm) foi menor que nas culturas controle. A incorporação de iodeto de propídeo mostrou um aumento da porcentagem de células inviáveis nas culturas de PIs tratadas com 1,25 mM de FBP, sendo citotóxica nessa concentração. Embora ainda sejam necessários mais estudos para aprofundar o conhecimento da atividade citoprotetora da FBP em outros modelos celulares e em ilhotas pancreáticas, nossos resultados mostram que em monocamadas e PIs, da linhagem celular MIN6 utilizadas nos experimentos, que a FBP não apresentou atividade citoprotetora. / Diabetes mellitus type 1 (DM 1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of β cells that leads to cell death.The DM1 is the cause of more than 5% of all deaths in the population per year and there are few treatment strategies available. Cell lines are widely used in studies of DM1 in vitro model. The cell line derived from a mouse β insulinoma MIN6 is similar to the mouse islets. Studies of these cells exhibit functional characteristic similar to pancreatic β-cells in response to glucose and other secretagogues. Spontaneous aggregation and tridimensional growth those cells form the pseudoislets (PIs). Fructose-1,6-bisphosphate (FBP) is a biphosphorylated sugar with two anomeric forms designated α and β furanoses. Important actions of FBP as antioxidant, cytoprotective and anti-inflammatory. Based on the described, in this work, our objective is evaluate the cytoprotective effect of FBP on MIN6 cells in monolayer and pseudoislets agregate cells. The effects of FBP with different concentrations (0.30 mM, 0.62 mM and 1.25 mM) in MIN6 cells on the proliferation, viability and insulin synthesis. We also determined the effects of FBP in the formation, growth and viability of PIs. The results showed that all doses of FBP tested increased adhesion on MIN6 cells. However, the treatment with 0.62 and 1.25 mM of FBP causes a significant decrease in cell proliferation. Insulin synthesis detected by immunocytochemistry, basal and glucose-stimulated insulin secretion was determined by ELISA. As expected, PIs formation and growth is time dependent in the control cultures and treated with FBP. In cultures treated with FBP the formation of larger (150-300 μm) PIs was lower than in control cultures. Propidium iodide incorporation showed an increasing percentage of nonviable PIs cells in cultures treated with 1.25 mM of FBP, including cytotoxic. More studies are required to deepen understanding of the role of cytoprotective activity of FBP in other cell types and in pseudoislets, but our results indicate in cell line MIN6, monolayers and pseudoislets, that FBP did not show cytoprotective activity.

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome autoimune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β que leva à morte celular. A DM1 é a causa de mais de 5% do total de mortes na população por ano e são poucas as estratégias de tratamento disponíveis. As linhagens celulares, são amplamente utilizadas nos estudos da DM1 como um modelo in vitro. A linhagem celular derivada de insulinoma murino, chamada de MIN6, assemelha-se as ilhotas de camundongo. Sendo assim, pesquisadores comprovaram que estas células apresentam características funcionais semelhantes às células β-pancreáticas em resposta a glicose e a outros secretagogos. Através de agregação espontânea e crescimento tridimensional, estas células formam as pseudoilhotas (PIs). A frutose-1,6-bisfosfato (FBP) é um açúcar bifosforilado, que apresenta duas estruturas anoméricas denominadas α e β furanose. Já são conhecidas algumas ações importantes da FBP, como: ação citoprotetora, antioxidante e anti-inflamatória. Com base no descrito, o objetivo deste estudo foi avaliar a possível ação citoprotetora da FBP sobre células MIN6, cultivadas em monocadas e como pseudoilhotas. Para tal, foram avaliados os efeitos do tratamento com diferentes concentrações (0,30 mM, 0,62 mM e 1,25 mM) de FBP sobre a viabilidade, proliferação e síntese de insulina em células MIN6. Também foram determinados os efeitos da FBP na formação, crescimento e viabilidade das PIs. MIN6 Os resultados mostraram, que em qualquer das doses testadas, a FBP aumentou a adesão das células MIN6. No entanto, os tratamentos com 0,62 e 1,25 mM de FBP provocaram uma inibição significativa da proliferação. A sintese de insulina foi detectada por imunocitoquímica e sua secreção basal estimulada por glicose determinada por ELISA. Como esperado, a formação e o crescimento de PIs é tempo dependente, tanto nas culturas controle como nas tratadas com FBP. Nas culturas tratadas com FBP, a formação de PIs maiores (150-300 μm) foi menor que nas culturas controle. A incorporação de iodeto de propídeo mostrou um aumento da porcentagem de células inviáveis nas culturas de PIs tratadas com 1,25 mM de FBP, sendo citotóxica nessa concentração. Embora ainda sejam necessários mais estudos para aprofundar o conhecimento da atividade citoprotetora da FBP em outros modelos celulares e em ilhotas pancreáticas, nossos resultados mostram que em monocamadas e PIs, da linhagem celular MIN6 utilizadas nos experimentos, que a FBP não apresentou atividade citoprotetora. / Diabetes mellitus type 1 (DM 1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of β cells that leads to cell death.The DM1 is the cause of more than 5% of all deaths in the population per year and there are few treatment strategies available. Cell lines are widely used in studies of DM1 in vitro model. The cell line derived from a mouse β insulinoma MIN6 is similar to the mouse islets. Studies of these cells exhibit functional characteristic similar to pancreatic β-cells in response to glucose and other secretagogues. Spontaneous aggregation and tridimensional growth those cells form the pseudoislets (PIs). Fructose-1,6-bisphosphate (FBP) is a biphosphorylated sugar with two anomeric forms designated α and β furanoses. Important actions of FBP as antioxidant, cytoprotective and anti-inflammatory. Based on the described, in this work, our objective is evaluate the cytoprotective effect of FBP on MIN6 cells in monolayer and pseudoislets agregate cells. The effects of FBP with different concentrations (0.30 mM, 0.62 mM and 1.25 mM) in MIN6 cells on the proliferation, viability and insulin synthesis. We also determined the effects of FBP in the formation, growth and viability of PIs. The results showed that all doses of FBP tested increased adhesion on MIN6 cells. However, the treatment with 0.62 and 1.25 mM of FBP causes a significant decrease in cell proliferation. Insulin synthesis detected by immunocytochemistry, basal and glucose-stimulated insulin secretion was determined by ELISA. As expected, PIs formation and growth is time dependent in the control cultures and treated with FBP. In cultures treated with FBP the formation of larger (150-300 μm) PIs was lower than in control cultures. Propidium iodide incorporation showed an increasing percentage of nonviable PIs cells in cultures treated with 1.25 mM of FBP, including cytotoxic. More studies are required to deepen understanding of the role of cytoprotective activity of FBP in other cell types and in pseudoislets, but our results indicate in cell line MIN6, monolayers and pseudoislets, that FBP did not show cytoprotective activity.

PROX1 étant un facteur de susceptibilité au diabète de type 2 (DT2), nousavons réalisé des études génétiques et moléculaires afin de comprendre son rôledans l'étiologie du DT2.Nous avons analysé l'impact de 80 SNPs de PROX1 sur des phénotypescliniques associés au DT2 dans l'étude HELENA (n=1155 adolescents) et montréque trois SNPs (rs340838, rs340837 et rs340836) sont associés à l'insulinémie àjeun. Nous avons évalué la fonctionnalité de 9 SNPs (les 3 SNPs associés et 6 SNPsen déséquilibre de liaison) en utilisant un gène rapporteur Luciférase dans descellules HepG2 et MIN6. Les allèles associés à la diminution de l'insulinémie desSNPs rs340874, rs340873 et rs340835 sont associés à une diminution del'expression du gène rapporteur Luciférase, suggérant que l'expression de PROX1est diminuée chez les individus porteurs des allèles à risque.Nous avons aussi montré que l'inhibition de l'expression de Prox1 par siRNAsdans les cellules INS-1E engendrait une diminution de 1,7 fois de la sécrétiond'insuline en réponse au glucose et qu'une concentration élevée en glucose modulaitpositivement l'expression de la protéine Prox1.Des analyses transcriptomiques réalisées dans les cellules INS-1E ont permisde montrer que certains des gènes cibles de PROX1 dans les cellules bêta sont desgènes impliqués dans des voies de sécrétion d'insuline.Enfin, nous avons également observé que l'agoniste de PPARgamma, latroglitazone, diminuait l'expression de Prox1 dans les cellules INS-1E.Ces résultats suggèrent qu'une altération de l'expression de Prox1 par desvariants cis-régulateurs pourrait conduire à une sécrétion d'insuline en réponse auglucose altérée des cellules bêta, conférant ainsi une susceptibilité au DT2.

Chronic hyperlipidemia (lipotoxicity) and hyperglycemia (glucotoxicity) have recently been shown to induce Endoplasmic Reticulum (ER) stress, which may contribute to pancreatic beta-cell dysfunction in type 2 diabetes. This thesis examined the involvement of ER stress in beta-cell lipotoxicity and glucotoxicity. Although chronic treatment with saturated free fatty acids (FFA) in vitro induced ER stress, altering ER stress by increasing or knocking-down GRP78 chaperone expression had no effect on apoptosis induction. Conversely, overexpression of ER chaperones rescued the reduction in proinsulin protein levels caused by chronic exposure to high glucose, although it had no effect on the decreased insulin mRNA levels and proinsulin translation rate. Thus, ER stress is likely not the main mechanism involved in saturated FFA-induced beta-cell apoptosis in vitro, but it may contribute to glucotoxic effects on proinsulin levels. These findings have increased our understanding of the link between ER stress and beta-cell dysfunction in type 2 diabetes.

Chronic hyperlipidemia (lipotoxicity) and hyperglycemia (glucotoxicity) have recently been shown to induce Endoplasmic Reticulum (ER) stress, which may contribute to pancreatic beta-cell dysfunction in type 2 diabetes. This thesis examined the involvement of ER stress in beta-cell lipotoxicity and glucotoxicity. Although chronic treatment with saturated free fatty acids (FFA) in vitro induced ER stress, altering ER stress by increasing or knocking-down GRP78 chaperone expression had no effect on apoptosis induction. Conversely, overexpression of ER chaperones rescued the reduction in proinsulin protein levels caused by chronic exposure to high glucose, although it had no effect on the decreased insulin mRNA levels and proinsulin translation rate. Thus, ER stress is likely not the main mechanism involved in saturated FFA-induced beta-cell apoptosis in vitro, but it may contribute to glucotoxic effects on proinsulin levels. These findings have increased our understanding of the link between ER stress and beta-cell dysfunction in type 2 diabetes.