Receptor bombesina subtipo 3 y efectos de su ligando sintético en el tejido adiposoterapia potencial para la obesidad y la diabetes

Resumen

RESUMEN La obesidad y la diabetes mellitus son problemas importantes de salud con un elevado impacto socio-económico y cuya prevalencia continúa incrementándose, tanto a nivel europeo como global. Los tratamientos son escasos y específicamente, los farmacológicos disponibles son muy limitados, por lo que nuevas dianas moleculares eficaces son de elevado interés. Diversos estudios en humanos implican al Receptor Bombesina Subtipo 3 (BRS-3) en ambas patologías y su deficiencia en ratón, conlleva al desarrollo de obesidad y altera el metabolismo de la glucosa y lipídico. Así mismo, se ha observado que el agonista sintético del BRS-3, [D-Tyr6,β-Ala11,Phe13,Nle14]bombesina6-14, presenta efectos insulino-miméticos. Por ello, el sistema BRS-3/agonista representa una aproximación terapéutica potencial para obesidad y diabetes. Considerando lo anterior, se realiza este trabajo centrado en el análisis del receptor BRS-3 y de los efectos de su agonista [D-Tyr6,β-Ala11,Phe13,Nle14]bombesina6-14, en el tejido adiposo, muy relevante en la obesidad y la diabetes. Para llevar a cabo el estudio se han empleado piezas de tejido adiposo procedentes de modelos animales con alteraciones metabólicas, tales como insulino-resistencia, hiperlipidemia, diabetes tipo 1 y tipo 2, así como de pacientes obesos y diabéticos tipo 2. Adicionalmente, se han realizado observaciones a nivel celular sobre células aisladas de grasa epididimaria de rata y sobre adipocitos omentales maduros de línea celular humana, en ambos casos sin alteración en el metabolismo de la glucosa. Los resultados mostraron expresiones reducidas del BRS-3, a nivel génico, en piezas de tejido adiposo de los modelos animales de hiperlipidemia y diabetes, tanto tipo 1 como tipo 2, al igual que en las muestras de pacientes obesos y diabéticos tipo 2. Sin embargo, no se han encontrado diferencias en el modelo animal de insulino-resistencia. A nivel proteico, tan sólo se han detectado disminuciones significativas del receptor en el tejido adiposo de las ratas diabéticas y de los pacientes tanto obesos como diabéticos. Analizando la secuencia del gen codificante para el receptor, no se ha encontrado mutaciones ni polimorfismos en el tejido adiposo de los pacientes con alteración en el metabolismo de la glucosa que pudiera explicar la reducción de expresión. A nivel celular, en ambas especies, el agonista sintético, al igual que la insulina, ha promovido la expresión tanto génica como proteica del BRS-3 y la elevación de los niveles de fosforilación de las quinasas PKB, p70s6K, MAPKs y p90 RSK-1. Además, el agonista ha inducido estimulación del transporte de glucosa y del proceso de lipogénesis, de manera dosis-dependiente, siendo máxima a concentraciones fisiológicas. Los efectos inducidos por el ligando sintético están mediados exclusivamente por el BRS-3. En conjunto, estos resultados apoyan tanto al BRS-3 como a su agonista como potenciales herramientas terapéuticas para la obesidad y la diabetes. SUMMARY Obesity and diabetes mellitus are important health issues, with a high socio-economic impact, which prevalence continues increasing, not only in Europe and U.S.A. but also in populations all over the world. The treatments are limited; therefore, new effective molecular targets would be of relevant interest. Several studies in human involve the Bombesin Receptor Subtype 3 in both pathologies, and its deficit in mouse implies mild obesity and impaired glucose and lipid metabolism. Likewise, it has been observed that the synthetic agonist, [D-Tyr6,β-Ala11,Phe13,Nle14]bombesin6-14, displays insulin-mimetic effects. For these reasons, the BRS-3/agonist system represents a potential therapeutic approach for obesity and diabetes. Taking into account the previous data, this work is focused on the BRS-3 analysis, and the effects of its agonist [D-Tyr6,β-Ala11,Phe13,Nle14]bombesin6-14 in the adipose tissue, which is very important in obese and diabetic states. In this study we examined adipose pieces from animal models with impaired metabolism, such as insulin-resistance, hyperlipidemia, type 1 diabetes, and also type 2 diabetes, as well as from obese and type 2 diabetic patients. Moreover, observations at cellular level are performed in isolated adipocytes from epididimal rat fat pads and in mature omental adipocytes from human cell line, in both cases without glucose metabolic alterations. The results show a BRS-3 diminished gene expression, in adipose pieces of hyperlipidemic and type 1 and 2 diabetes animal model as well as in samples from obese and type 2 diabetic patients. Nevertheless, no differences were found in the insulin-resistant model. At protein level, only significant reductions of the receptor are detected in adipose tissue from diabetic rats and in obese or diabetic samples from patients. Neither mutations nor even polymorphisms in the BRS-3-gene was found in obese or type 2 diabetic patients by Sanger method of DNA sequencing, which could explain the reduced expression. At cellular level, in both species, the synthetic agonist as well as insulin, has promoted the BRS-3 expression, the increase in the phosphorylation levels of kinases PKB, p70s6K, MAPKs and p90 RSK-1. Furthermore, the agonist has induced stimulation of glucose transport and lipogenesis, in a dose-dependent manner, being maximal at physiologic concentrations. The elicited effects by the synthetic ligand are exclusively mediated by the BRS-3. Overall these results support the concept that BRS-3 receptor and also its agonist, as potential therapeutic tools for obesity and diabetes.