Está bem definido que fatores genéticos têm um papel importante no desenvolvimento do diabetes mellitus (DM) e de suas complicações crônicas. Sendo assim, grandes esforços têm sido feitos para se identificar os genes associados com estas doenças. A proteína desacopladora 1 (UCP1), principalmente expressa no tecido adiposo marrom, desacopla a oxidação dos substratos da síntese de ATP pela ATPsintase, dessa forma, dissipando o potencial de membrana e, consequentemente, diminuindo a produção de ATP pela cadeia respiratória mitocondrial. Esse desacoplamento então leva à regulação do gasto energético, à termogênese e à proteção contra o estresse oxidativo. Um dos principais mecanismos pelo qual a hiperglicemia leva ao aparecimento das complicações crônicas do DM, como a retinopatia diabética (RD), é através do aumento da produção de espécies reativas de oxigênio pela mitocôndria. Portanto, é biologicamente plausível que o polimorfismo -3826A/G localizado na região promotora do gene UCP1 possa estar associado com a RD em pacientes com DM. No presente estudo, através de um delineamento de caso-controle, investigamos se o polimorfismo -3826A/G no gene UCP1 está associado à RD em pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1). Além disso, em um estudo transversal realizado em doadores de córnea, avaliamos se a UCP1 está expressa na retina humana e se o polimorfismo -3826A/G modifica a sua expressão nesse tecido. Também avaliamos a expressão do gene MnSOD2, o qual codifica uma importante enzima antioxidante, de acordo com os diferentes genótipos do polimorfismo -3826A/G. No estudo de caso-controle, as frequências do polimorfismo -3826A/G foram avaliadas em 257 pacientes com DM1 diferenciados de acordo com a presença de RD (154 casos com RD e 103 controles sem RD). O estudo transversal incluiu 166 doadores cadavéricos de córneas. Em um subgrupo de 107 amostras de retina diferenciadas de acordo com a presença do alelo de risco do polimorfismo estudado, as concentrações dos mRNAs de UCP1 e MnSOD2 foram avaliadas pela técnica de PCR em tempo real. O alelo G do polimorfismo -3826A/G foi mais frequente em pacientes com RD do que em pacientes sem esta complicação (41,0% vs. 31,0%; P = 0,029). O genótipo G/G foi associado a um risco aumentado para RD, após o ajuste para idade, presença de hipertensão arterial e níveis de creatinina sérica (Razão de Chances = 3,503, IC 95% 1,04 – 11,80; P = 0,043). Nossos dados mostram pela primeira vez a expressão do mRNA de UCP1 na retina humana (0,93 ± 1,35 n fold). Além disso, os portadores do alelo G apresentaram uma maior expressão gênica de UCP1 do que os portadores do genótipo A/A (1,10 ± 1,50 vs. 0,51 ± 0,99 n fold; P = 0,034). Interessantemente, os portadores do alelo G também apresentaram uma expressão gênica aumentada de MnSOD2 (P = 0,031). Adicionalmente, as concentrações de UCP1 e de MnSOD2 na retina se correlacionaram positivamente (r = 0,29, P = 0,015). Em conclusão, nossos resultados mostram uma associação independente do polimorfismo -3826A/G com a RD em pacientes com DM1. Esse estudo é o primeiro a relatar que a UCP1 está expressa na retina humana e que o polimorfismo -3826A/G influencia a sua expressão nesse tecido. Possivelmente, a expressão de MnSOD2 influencia o efeito da UCP1 na proteção contra o estresse oxidativo. Estudos funcionais adicionais serão necessários para avaliar qual o efeito da UCP1 na retina humana e confirmar se mudanças na expressão do gene UCP1 também ocasionam mudanças nos níveis de proteína. / It is well established that genetic factors play an important role in the development of diabetes mellitus (DM) and its chronic complications. Therefore, great efforts have been made to identify genes associated with these diseases. The uncoupling protein 1 (UCP1), mainly expressed in brown adipose tissue, acts uncoupling the oxidation of substrates from ATP synthesis by ATP-synthase, thereby dissipating the membrane potential and, consequently, decreasing the ATP production by the mitochondrial respiratory chain. This uncoupling then leads to the regulation of energy expenditure, thermogenesis, and protection against oxidative stress. One of the main mechanisms by which hyperglycemia leads to the development of chronic diabetic complications, such as diabetic retinopathy (DR), is through the increased production of reactive oxygen species by mitochondria. Thus, it is biological plausible that the - 3826A/G polymorphism located at the promoter region of the UCP1 gene might be associated with DR in patients with DM. In this study, through a case-control design, we investigated whether the - 3826A/G polymorphism in the UCP1 gene is associated with DR in patients with type 1 diabetes mellitus (DM1). In addition, in a cross-sectional study performed in cornea donors, we evaluated whether the UCP1 gene is expressed in human retina, and whether the -3826A/G polymorphism modifies its expression in this tissue. We also evaluated the MnSOD2 gene expression (which is a gene that codifies an important antioxidant enzyme) according to the different genotypes of the -3826A/G polymorphism. In the case-control study, the frequencies of the -3826A/G polymorphism were evaluated in 257 patients with DM1 differentiated according to the presence of DR (154 cases with DR and 103 controls without DR). The cross-sectional study included 166 cadaveric donor corneas. In a subgroup of 107 retinal samples differentiated according to the presence of the risk allele of the analyzed polymorphism, UCP1 and MnSOD2 mRNA concentrations were evaluated by real time-PCR technique. The G allele of the -3826A/G polymorphism was more frequent in patients with DR compared to patients without this complication (41.0% vs. 31.0%; P = 0.029). The G/G genotype was associated with an increased risk to DR, after adjusting for age, arterial hypertension and serum creatinine levels (Odds Ratio = 3.503; 95% 1.04 - 11.80; P = 0.043). Our data show for the first time the UCP1 mRNA expression in human retina (1.35 ± 0.93 n fold). Moreover, G allele carriers had a higher UCP1 mRNA expression than A/A genotype carriers (1.10 ± 1.50 vs. 0.51 ± 0.99 n fold, P = 0.034). Interestingly, G allele carriers also showed an increased MnSOD2 gene expression (P = 0.031). Additionally, UCP1 and MnSOD2 concentrations in retina were positively correlated (r = 0.29, P = 0.015). In conclusion, our results show an independent association between the -3826 A/G polymorphism and DR in DM1 patients. This is the first report showing that UCP1 is expressed in human retina, and that the -3826A/G polymorphism influences its expression in this tissue. Possibly, MnSOD2 expression might influence the UCP1 effect in the protection against oxidative stress. Further functional studies will be needed to evaluate the effect of UCP1 in human retina, and to confirm that changes in the UCP1 gene expression also cause changes in protein levels.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:lume56.ufrgs.br:10183/32860 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Brondani, Letícia de Almeida |
| Contributors | Crispim, Daisy |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul, instacron:UFRGS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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