Efectos adversos de la rapamicina en las acciones de la insulina y la norepinefrina en los adipocitos marrones

Resumen

La diabetes post-trasplante (del inglés NODAT) es un desorden metabólico que afecta al 40% de los pacientes en tratamiento con inmunosupresores como la rapamicina (también conocido como sirolimus) ó la ciclosporina A. En los últimos años se ha investigado el efecto de los inmunosupresores sobre la acción de la insulina en tejidos periféricos como el músculo esquelético, el hígado y el tejido adiposo blanco. Sin embargo, el efecto de los inmunosupresores sobre las acciones de la insulina y la termogénesis en el tejido adiposo marrón (BAT) no ha sido estudiado. En esta Tesis Doctoral hemos analizado el impacto de la rapamicina en la señalización de la insulina, en la expresión de genes termogénicos y en la respiración mitocondrial en los adipocitos marrones. Los adipocitos marrones tratados durante 16 horas con rapamicina presentaban disminuída la expresión proteica de IRS1 (sustrato del receptor de la insulina 1) y la fosforilación de Akt (proteína kinasa B) mediadas por la insulina. En consecuencia, la translocación de GLUT4 a la membrana plasmática y la captación de glucosa disminuían en presencia de rapamicina. También detectamos una activación temprana de la proteína quinasa JNK, así como un incremento en la fosforilación del residuo Serina 307 del IRS1. Además, encontramos que los efectos negativos de la rapamicina en la señalización de la insulina en los adipocitos marrones se revertían parcialmente con un inhibidor de JNK. Experimentos in vivo evidenciaron que ratas tratadas durante 3 semanas con rapamicina presentaban anulada la fosforilación de Akt mediada por insulina en el BAT. En relación con la función termogénica de los adipocitos marrones, hemos demostrado que la rapamicina inhibe la cascada de señalización inducida por norepinefrina (NE) o por el agonista adrenérgico β3 CL316243 tal como revelaba el análisis de la fosforilación de HSL (hormona sensible a hormonas), la liberación de glicerol y de ácidos grasos libres, la expresión de PGC-1α (coactivador 1α del receptor nuclear PPARγ) y los niveles de UCP1 (proteína desacoplante 1). Además, el tratamiento con rapamicina de los adipocitos marrones disminuyó la respiración basal mitocondrial, el flujo de protones y la capacidad máxima respiratoria. Por último, la actividad de la desiodasa-2 se inhibió en los adipocitos marrones tratados con rapamicina, indicando que la acción de las hormonas tiroideas sobre la termogénesis también se veía negativamente afectada por la rapamicina. Como conclusión, este trabajo demuestra que los adipocitos marrones son células diana del efecto de la rapamicina, sugiriendo que la resistencia a la insulina en el BAT juega un papel importante en el desarrollo de la NODAT