Procesos moleculares implicados en la proliferación de astrocitos de rata en cultivoefectos de la glucosa, del péptido semejante al Glucagón-2 y de la insulina

Resumen

Los astrocitos desempeñan un papel fundamental en el sistema nervioso central, incluyendo la captura y metabolismo de la glucosa. El GLP-2 es un péptido derivado del proglucagón que promueve la proliferación de los astrocitos. Aunque la función de la insulina en la periferia está bien caracterizada, su papel cerebral es poco conocido. La hipótesis de esta tesis es que la glucosa puede actuar como regulador fundamental de la proliferación de los astrocitos y por tanto influye en alguna vía señalizadora de este proceso. Para estudiar la interdependencia de la glucosa, el GLP-2 y la insulina en la proliferación de estas células y los posibles mecanismos, se utilizaron cultivos de astrocitos procedentes de corteza cerebral de neonatos de rata. Las células fueron estimuladas durante diferentes tiempos con GLP-2 e insulina en presencia de distintas concentraciones de glucosa. Se valoró la incorporación de [3 H]timidina al ADN, la densidad celular y el AMPc intracelular. La expresión génica se determinó mediante inmunotransferencia y PCR a tiempo real. Nuestros resultados indican que la glucosa induce la proliferación de los astrocitos, siendo potenciada por el GLP-2 mediada a través de su propio receptor. La expresión del GLP-2R fue regulada por la glucosa. Además, se observó que la expresión de factores y coactivadores (SREBP-1c y PGC-1¿) de la transcripción, así como de sensores metabólicos (AMPK) fueron dependientes de glucosa. En este trabajo se muestra que el sistema GLUT2/GK se expresa también en la corteza cerebral y es regulado por GLP-2, insulina y glucosa. El siguiente objetivo fue estudiar si la expresión de varios mediadores involucrados en la señal de transducción de la insulina podían ser alterados por la glucosa o el GLP-2. Nuestros resultados muestran que la glucosa regula la expresión/actividad de algunas de estas proteínas (IR, IRS1, PI3K, Akt, GSK3, mTOR, p70s6K, ERK1/2). El GLP-2 bloqueó la fosforilación en tirosina del IRS-1, lo que indica que éste péptido no inicia su señal a través de este, aunque ambas vías puedan converger posteriormente a nivel de la PI3K o de las ERK1/2. Por último, se estudió la influencia de la glucosa, el GLP-2 y la insulina sobre la expresión y la localización de las subunidades alfa1, alfa2 y beta1 de la guanilato ciclasa soluble (GCs). Nuestros resultados indican un aumento dosis-dependiente de la concentración de glucosa de la expresión de las tres subunidades. En general, la insulina estimuló la expresión de los ARNm de las tres subunidades, mientras que el GLP-2 la inhibió. Asimismo, ambos péptidos regularon la localización celular de las subunidades alfa1 y beta1. La presencia del GLP-2 bloqueó el potente efecto producido por la insulina sobre la expresión de los ARNm de las tres subunidades y de la proteína total de las subunidades alfa1 y beta1. Además, el GLP-2 disminuyó la cantidad de proteína presente en el citosol, inducida por la insulina a los tiempos más largos estudiados. En resumen, la expresión/activación de las proteínas que intervienen en las señales iniciadas por el GLP2 y por la insulina en los astrocitos son dependientes de la concentración de glucosa. La insulina y el GLP-2 regulan la expresión de las subunidades componentes de la GCs, siendo más marcado el efecto producido por la insulina. Ambos regulan además su localización celular. La presencia del GLP-2 bloqueó el potente efecto producido por la insulina sobre los componentes de la GCs. Dado que la glucosa ha mostrado tener un efecto tan significativo sobre la expresión/actividad de mediadores envueltos en procesos tan importantes como la proliferación o el metabolismo celular de los astrocitos, un estudio más profundo de los mecanismos moleculares subyacentes podría aportar nuevas luces sobre el conocimiento de los factores implicados en enfermedades como la diabetes, la neurodegeneración o, incluso, el cáncer.