Demuestran que la Eritropoyetina Tiene Acciones Protectoras Directas sobre las Células Beta del Páncreas

• AUTOR : Choi D, Schroer S, Woo M y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Erythropoietin Protects Against Diabetes Through Direct Effects on Pancreatic Beta Cells
• CITA : Journal of Experimental Medicine 207(13):2831-2842, Dic 2010
• MICRO : Se ha demostrado que la eritropoyetina tiene efectos antiapoptóticos en diferentes tejidos, además de sus acciones sobre las células de la serie roja. En este trabajo, los autores detallan el efecto protector de esta hormona sobre las células beta de los islotes de Langerhans y sus acciones sobre la homeostasis de la glucosa.

Introducción

La alteración de la homeostasis de la glucemia en ambos tipos de diabetes es la consecuencia de la insuficiencia endocrina del páncreas. La preservación de la masa de células beta de los islotes de Langerhans (CBIL) es uno de los objetivos más importantes del tratamiento de la diabetes. Además de sus efectos sobre la serie eritroide, se detectó la presencia de receptores para la eritropoyetina (REPO) en el cerebro, el corazón, el útero, el intestino delgado, el riñón y el páncreas endocrino. Se demostró que la eritropoyetina (EPO) tiene efectos citoprotectores en los tejidos no hematológicos, ya que su expresión disminuye la apoptosis de las CBIL. Asimismo, se encontró que el tratamiento con EPO incrementa la incidencia de hipoglucemia en los pacientes diabéticos con insuficiencia renal crónica, como también que los diabéticos pueden presentar la deficiencia de este mediador. Los REPO están estructuralmente relacionados con los receptores para los factores de crecimiento y la prolactina. Estos hechos motivaron la realización del presente trabajo, cuyo objetivo consiste en evaluar los efectos citoprotectores de la EPO y las vías de señalización intracelular de esta.

Materiales y métodos

Los experimentos se realizaron con ratones de 6 a 8 semanas de vida, que fueron mantenidos en condiciones controladas de luz y temperatura con libre acceso al agua y alimentados de modo convencional. Además, se emplearon cepas transgénicas carentes de CRE o REPO. Los animales fueron tratados con 50 µg/kg de EPO recombinante humana (EPORH), 3 veces por semana. Para inducir la diabetes, fueron tratados con estreptozotocina en dosis de 40 mg/kg durante 5 días. Se evaluó la glucemia en ayunas, la prueba de tolerancia a la glucosa, la tolerancia a la insulina, la secreción de insulina en respuesta a la infusión de 3 g/kg de glucosa. Se midió la insulinemia mediante un ensayo de ELISA. Asimismo, se efectuaron estudios de morfometría de los islotes pancreáticos, inmunohistoquímica para insulina, glucagón, Ki 67, factor VIII y CD31. Mediante inmunofluorescencia, se evaluó la presencia de insulina y factor VIII. Tras el aislamiento de los islotes pancreáticos mediante la técnica de la colagenasa, se efectuaron experimentos de perifusión (cámara que mantiene una suspensión celular en homogeneidad) en solución de Krebs-Ringer para examinar la secreción basal de insulina y la estimulada por una concentración de 16.7 mmol/l de glucosa. También, se estudió la capacitancia de las CBIL y, con el ensayo de Western blott, se evaluó la vía JAK2-STAT. Se emplearon las reacciones en cadena de la polimerasa en tiempo real y mediante la transcriptasa reversa para valorar la presencia de bcl-xL, c-kit, c-myc, factor de crecimiento vascular endotelial (FCVE), REPO, interleuquina-1 (IL-1), factor de necrosis tumoral, IL-6, MCP-1, 18S y de REPO, bcl-xL, FCVE, c-myc, c-kit y ácido desoxirribonucleico para actina, respectivamente. El análisis estadístico se hizo con la prueba de Student. Un valor de P < 0.005 fue considerado estadísticamente significativo.

Resultados

La administración de EPORH protege contra la diabetes inducida por la estreptozotocina. El grupo tratado presentó un valor de glucemia en ayunas significativamente inferior que no pudo ser atribuido a diferencias en la sensibilidad a la insulina. En la opinión de los autores, esto se debió a un efecto directo de la EPORH sobre las CBIL, ya que incrementó la expresión del factor antiapoptótico Ki 67 en esta población celular, además de ejercer efectos angiogénicos mediados por el aumento de factor VIII y CD31. En los estudios de reacción en cadena de la polimerasa, se encontró un incremento de la expresión de bcl-xL y FCVE en los animales tratados con EPORH, como también una disminución de la concentración de las citoquinas IL-1, factor de necrosis tumoral, IL-6 y MCP-1. Los investigadores postulan que la EPORH atenúa la respuesta inflamatoria local.

Igualmente, se observó que este tratamiento puede revertir el área de CBIL dañadas por la estreptozotocina, así como mejorar la homeostasis de la glucosa en las ratas carentes de receptores para leptina. En este caso, el efecto no está mediado por la proliferación de las CBIL, sino por la angiogénesis como fuera demostrado por el aumento significativo de la expresión de factor VII, FCVE, bcl-xL y CD31. Los autores destacan que estos roedores presentan una mayor respuesta secretoria de insulina cuando son estimulados con glucosa. Está demostrado que la administración de EPORH tiene un efecto hipoglucemiante atribuible a sus acciones sobre las CBIL, ya que mediante la prueba de tolerancia a la glucosa no se presentaron diferencias en cuanto a la sensibilidad a la insulina entre los animales tratados y el grupo control.

El tratamiento con EPORH incrementó las concentraciones intracelulares de bcl-xL, en respuesta a la activación de la STAT5; de c-myc, como consecuencia de la activación de la STAT y de c-kit, un marcador de la proliferación celular de la regeneración. Estos resultados avalan la hipótesis de su efecto antiapoptótico. Asimismo, se encontró que la EPORH incrementa el nivel de proteínas de su cascada intracelular como la vía JAK2-STAT y la fosfatidilinositol 3 quinasa, las que están vinculadas con el efecto citoprotector, del transportador GLUT2 y del mediador transcripcional PDX-1, que participa del crecimiento y la diferenciación de las CBIL.

Mediante los experimentos de perifusión de islotes pancreáticos, se observó que el tratamiento con EPORH no modifica la secreción de insulina estimulada por la glucosa ni por el cloruro de potasio. La carencia de REPO no tiene impacto sobre la homeostasis de la glucosa; no obstante, estos receptores son esenciales para la acción citoprotectora de la hormona. En los animales transgénicos carentes de JAK2, se demostró que no presentaban alteraciones de la homeostasis de la glucosa ni de la arquitectura de los islotes pancreáticos. Sin embargo, este mediador intracelular resultó esencial para que tuviera lugar el efecto citoprotector del tratamiento con EPORH.

Discusión

Los autores afirman que la administración sistémica de EPORH tiene un efecto citoprotector directo sobre las CBIL mediado por la quinasa JAK2, que se encuentra acoplada al receptor para la hormona. Esto fue demostrado en los animales carentes tanto de REPO como de la quinasa mencionada. La activación de estos receptores sigue las mismas vías intracelulares que las que se activan durante la embriogénesis. Este efecto protector de la EPORH se manifiesta sobre el crecimiento y la supervivencia de las CBIL; de todos modos, no se observaron efectos sobre el funcionamiento de estas. El efecto antiapoptótico estaría mediado por el incremento de la expresión de bcl-xL. Este mediador, además de mantener la masa eritroide, podría ser clave para inhibir la apoptosis de las CBIL durante el desarrollo de la diabetes.

La administración de EPORH aumenta la expresión de c-myc y c-kit junto con la proliferación de las CBIL. El c-kit aparece en las células progenitoras del páncreas durante el desarrollo y la regeneración tras el tratamiento con estreptozotocina. Además, participaría del crecimiento y mantenimiento de esta población celular. Los animales tratados con EPORH también presentaron un importante aumento de la expresión de FCVE originado en los islotes pancreáticos y de la angiogénesis. Este factor es esencial para preservar la microvasculatura, la integridad y la curación tisular gracias a que facilita la provisión de oxígeno y nutrientes a las CBIL, además de estimularlas en forma directa. Esto podría resultar esencial para la preservación de estas células.

Conclusiones

Los autores afirman que estos resultados demuestran que la EPO tiene un efector citoprotector que impide el desarrollo de la diabetes gracias a sus acciones antiapoptóticas, proliferativas y angiogénicas sobre las CBIL y concluyen que la EPO podría ser un agente terapéutico ideal contra la diabetes, ya que es segura y bien conocida.

Especialidad: Bibliografía - Endocrinología