Μελέτη του ρόλου της ινσουλινο-εξαρτώμενης οδού επιβίωσης σε σύστημα κυτταροκαλλιέργειας ινσουλινοπαραγωγών,  παγκρεατικών β-κυττάρων ποντικού (βTC-6) και in vivo, στο ποντίκι-μοντέλο διαβήτη τύπου 2 (ΣΔΤ2) (db/db, lep-/lep-).

 

Ερευνητική ομάδα

  • Δρ. Φωτεινή-ΈφηΤσιλιμπάρη, Ινστιτούτο Βιοεπιστημών & Εφαρμογών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. “Δημόκριτος”. Υπεύθυνη Ερευνητικής Ομάδας. Επιβλέπουσα όλων των διαδικασιών

  • Δρ. Παρασκευή Κίτσιου, Ινστιτούτο Βιοεπιστημών & Εφαρμογών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. “Δημόκριτος”. Κύριο μέλος Ερευνητικής Ομάδας. Επίβλεψη πειραμάτων και ανάλυση αποτελεσμάτων.

  • Κατερίνα Καποδίστρια Ph.D.,Ινστιτούτο Βιοεπιστημών & Εφαρμογών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. “Δημόκριτος”.Μεταδιδακτορικός Ερευνητής. Διεξαγωγή πειραμάτων υπό την επίβλεψη Π. Κίτσιου και Ε.Φ.Κ. Τσιλιμπάρη

  • Ελένη Κωτσοπούλου M.Sc, Ινστιτούτο Βιοεπιστημών & Εφαρμογών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. “Δημόκριτος”

Συνεργάτες

  • Δρ. Παναγιώτης Πολίτης, Τομέας Ιστολογίας, Κέντρο Βασικής Έρευνας I, Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών (ΙΙΒΕΑΑ) http://www.bioacademy.gr/faculty-details/HMI/panagiwths

 

  • Δρ. Αριστείδης Χαρώνης,Τομέας Ιστολογίας, Κέντρο Βασικής Έρευνας I, Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών (ΙΙΒΕΑΑ) http://www.bioacademy.gr/faculty-details/H84/aristeidhs

 

Αντικείμενο

 

Το αυτοκρινές/παρακρινές σηματοδοτικό μονοπάτι της ινσουλίνης και ειδικότερα ο άξονας IR-2/PI3K/Akt ασκεί προστατευτική αντι-αποπτωτική δράση στα παγκρεατικά β- κύτταρα (A. B. Goldfine & R. N. Kulkarni.Diabetes, Obesity and Metabolism 14:152, 2012). Πράγματι, η επαγώμενη από την υψηλή συγκέντρωση γλυκόζης μειορύθμιση του συστήματος σηματοδότησης της ινσουλίνης, αυξάνει την απόπτωση των β-κυττάρων (VenieratosP. etal., Cell. Signal. 22:791, 2010).

_

Το κεντρικό συστατικό του διαφράγματος διήθησης, η νεφρίνη, αρχικά θεωρείτο μια πρωτεΐνη που ανευρίσκετο μόνο στα ποδοκύτταρα. H νεφρίνη συμμετέχει στις κυτταρικές διασυνδέσεις, στη διήθηση και στην κυτταρική σηματοδότηση (WelshGI, SaleemMA., J Pathol. 220:328, 2010, BenzingT., JASN 15:1382, 2004), ενώ μειορυθμίζεται στη διαβητική νεφροπάθεια (DoublierS. etal., Diabetes 59:190, 2003). Η παρουσία ορισμένων πρωτεϊνών του συμπλόκου του σπειραματικού διαφράγματος διήθησης στα β-κύτταρα των νησίδιων του παγκρέατος, υποδηλώνει ότι αυτές οι πρωτεΐνες θα μπορούσε να είναι κοινές στο πάγκρεας και το νεφρό (PalménT. etal., Diabetologia 44:127, 2001; Rinta-ValkamaJ. etal.,MolCellBiochem 294:117, 2007) και πιθανολογείται ότι αυτές οι πρωτεΐνες συμμετέχουν σε κοινά σηματοδοτικά μονοπάτια.

_

Σήμερα, λίγα είναι γνωστά για το ρόλο της νεφρίνης στα παγκρεατικά β-κύτταρα.Προσφάτως, το 2010, αναφέρθηκε ότι η νεφρίνη εκφράζεται στην κυτταρική μεμβράνη και στην επιφάνεια των κυστιδίων ινσουλίνης διευκολύνοντας τη γλυκοεπαγώμενη έκκριση ινσουλίνης από τα παγκρεατικά β-κύτταρα (FornoniA. etal., Diabetes 59:190, 2010).

_

Με στόχο την την κατανόηση των μηχανισμών που ελέγχουν την επιβίωση των παγκρεατικών β-κυττάρων, μελετάται ο πιθανός ρόλος της νεφρίνης και των νεφρινο-συνδεόμενων πρωτεινών στην σηματοδότηση της επιβίωσης και στη φυσιολογία των β-κυττάρων.Επιπλέον, η ανάλυση των σηματοδοτικών μονοπατιών που ελέγχουν την επιβίωση των β-κυττάρων και επηρρεάζονται από την υψηλή συγκέντρωση γλυκόζης, θα μπορούσε να αποδώσει στόχους για νέες θεραπείες ώστε να προληφθεί η απώλεια των β-κυττάρων στο διαβήτη τύπου 2.

_

Σκοπός: Σκοπός αυτής της μελέτης είναι να διερευνηθεί ο ρόλος της νεφρίνης στο σηματοδοτικό μονοπάτι PI3K/Akt επιβίωσης των παγκρεατικών β-κυττάρων και οι αλλιώσεις που προκαλεί η υψηλή συκγέντρωση γλυκόζης (διαβητικές συνθήκες) σε αυτή την σηματοδοτική οδό, invitro (σε καλλιέργειες παγκρεατικών ινσουλινοπαραγωγών β-κυττάρων) και invivo (στο ποντίκι-μοντέλο διαβήτη τύπου 2 (ΣΔΤ2) db/db).

_

Μέθοδοι:Οι μέθοδοι, ανάλυση πρωτεινών κατά Western, ανοσοσυγκατακρήμνιση, συνεστιακή μικροσκοπία φθορισμού, αποσιώπιση πρωτείνης με τη χρήση siRNAs και επαγωγή της συνάθροισης μορίων πρωτείνης με τη χρήση αντισωμάτων, χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη του ρόλου της νεφρίνης σε αθανατοποιημένα παγκρεατικά ινσουλινοπαραγωγά β-κύτταρα ποντικού (βTC-6 κύτταρα).

_

Αποτελέσματα: Οι πρωτεΐνες του νεφρικού σπειραματικού διαφράγματος διήθησης νεφρίνη, CD2AP και ποδοκίνη εκφράζονται από την κυτταρική σειρά παγκρεατικών ινσουλινοπαραγωγών β-κυττάρων ποντικού (βTC-6 κύτταρα). In vivo, η νεφρίνη εκφράζεται από τα β-κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος ποντικού. Η νεφρίνη διασυνδέεται και συνεντοπίζεται με την p85 ρυθμιστική υπομονάδα της PI3K και τη CD2AP.H επαγωγή της συνάθροισης (clustering) της νεφρίνης, με τη βοήθεια λειτουργικών αντισωμάτων που αναγνωρίζουν τη νεφρίνη, διεγείρει το σηματοδοτικό μονοπάτι της Akt μέσω της στρατολόγησης και ενεργοποίησης της PI3Κ στη συναθρισμένη νεφρίνη.H στρατολόγηση και ενεργοποίηση της PI3Κ στη συναθροισμένη νεφρίνη εξαρτώνται, τουλάχιστον εν μέρει, από τις Src κινάσες. Η επαγώμενη από τη νεφρίνη ενεργοποίηση του άξονα PI3K/Akt πυροδοτεί αντι-αποπτωτική σηματοδότηση μέσω της απενεργοποίησης της προαποπτωτικής Bad πρωτείνης. Η προσωρινή αποσιώπιση της νεφρίνης είχε ως αποτέλεσμα α) την μειορύθμιση της νεφρινο-επαγόμενης φωσφορυλίωσης της Akt και β) την αυξημένη ευαισθησία των κυττάρων στην επαγόμενη από κυτταρικό στρες απόπτωση που συνοδεύεται από την αύξηση της ενεργοποίησης και ενεργότητας της εκτελεστικής κασπάσης-3.

_

Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματα μας αποκαλύπτουν και καθιερώνουν τη συμμετοχή της νεφρίνης στην ρύθμιση της επιβίωσης των παγκρεατικών β-κυττάρων δια μέσου του σηματοδoτικού άξονα PI3K-AKT-BAD.