O papel do HNF4a na expansão da masse de célula ß induzida por dexametasona

Abstract

O Diabetes Mellitus (DM) é uma síndrome metabólica de etiologia múltipla, poligênica, caracterizado por hiperglicemia crônica, resultante da depleção total de células ß (DM do Tipo 1) ou por consequência de uma resistência à insulina (RI) (DM do Tipo 2). Observa-se também a existência do DM monogênico, como o MODY1 causado pela mutação do gene que expressa o fator de transcrição HNF4a. O HNF4a é importante para células ß pancreáticas, pois controla genes relacionados com o metabolismo da glicose e com a expressão gênica da insulina e proliferação. É sabido que HNF4a controla o aumento de massa de células ß em resposta ao estresse, como a gravidez, através da ativação da via ERK-ST5. A dexametasona é um glicocorticoide sintético com potente efeito diabetogênico. Animais tratados com dexametasona desenvolvem Resistência à Insulina (RI) e, consequentemente, aumento de massa de células ß pancreáticas. Independente da etiologia, qualquer forma de DM apresenta perda de massa secretora de insulina, por isso é importante investigar vias que induzem o aumento da massa desse tipo celular. Baseado no fato que (1) o HNF4a é crucial para a proliferação de célula ß, (2) RI induzida por dexametasona promove aumento de massa de célula ß e, (3) estimular a regeneração de massa de célula ß pode ser um alvo terapêutico importante para o DM, nós investigamos se a proliferação de células ß pancreáticas induzidas por dexametasona é dependente do HNF4a. Para isso, utilizamos animais WildType (C) e Knockout (K) para o HNF4-a (HNF4a loxP/loxP;Ins.Cre), tratados ou não com 10 mg/Kg/dia de dexametasona, por 5 dias consecutivos, dose dividida em duas aplicações ao dia. No dia seguinte à última injeção de dexametasona a RI foi comprovada por ipITT e os animais foram eutanasiados para retirada do pâncreas. Os dados foram analisados pelo software Graph Prisma 6. Em comparação aos animais C, animais knockout apresentaram maior tolerância à glicose, menor glicemia de jejum e GSIS (Glucose Secretion Insulin Stimulation) aumentada, a expressão gênica de HNF4a aumentada nos animais CD, a expressão gênica dos hormônios glucagon e somatostatina aumentou com o tratamento do DEXA somente em animais WT. O DEXA aumentou do mRNA do PDX1 e NGN3 apenas nos animais WT, indicando que essa modulação pode ser dependente de HNF4a. Com isso, concluímos que o aumento de massa de célula ß induzida por DEXA é dependente da ação do fator de transcrição HNF4a.<br>

Abstract : Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic syndrome with multiples etiology, characterized by chronic hyperglycemia due to total ß-cell depletion (DM Type 1) or insulin resistance (IR) (DM Type 2). It is also observed the existence of monogenic DM, such as MODY1 caused by the mutation of the HNF4a gene. HNF4a is important for pancreatic ß cells since it controls genes related to glucose metabolism and insulin gene expression. It is known that HNF4a controls the ß-cell mass expansion in response to stress, such as pregnancy, through the activation of the ERK-ST5 pathway. Dexamethasone is a synthetic glucocorticoid with potent diabetogenic effect. Dexamethasone-treated animals develop Insulin Resistance (IR) and consequently increase pancreatic ß cell mass. Regardless of the etiology, any form of DM presents loss of insulin-secreting cell mass, so it is important to investigate pathways that induce the increase of the mass of this cellular type. Based on the fact that (1) HNF4a is crucial for ß cell proliferation, (2) dexamethasone-induced RI promotes ß cell mass increase, and (3) stimulating ß cell mass regeneration may be an important therapeutic target for DM, we investigated whether dexamethasone-induced proliferation of ß pancreatic cells is dependent on HNF4a. For this, we used WildType (WT) and Knockout (KO) animals for HNF4-alphaa (HNF4a loxP / loxP; Ins.Cre), treated or not with 10 mg/Kg/day of dexamethasone, for 5 consecutive days. The day after the last injection of dexamethasone the RI was confirmed by ipITT and the animals were euthanized for removal of the pancreas. Data were analyzed by Graph Prisma 6 software. In comparison to WT animals, KO animals presented higher glucose tolerance, lower fasting glucose and increased GSIS. We evaluated the gene expression of HNF4a in treated and untreated animal islets and observed increased expression in CD animals, suggesting that the glucocorticoid used increases the pathway of activation of HNF4a gene expression. We evaluated the gene expression of glucagon and somatostatin hormones, where observed that treatment with DEXA increased the expression of the hormones analyzed only in WT animals. We decided to deepen the investigation and evaluate the gene expression of transcription factors essential to the pancreatic ß-cell phenotype, and we observed that treatment with DEXA promoted the increase of PDX1 and NGN3 mRNA only in WT animals, indicating that this modulation is dependent on HNF4a. Thus, we conclude that the increase of glucocorticoid-induced ß cell mass is dependent on the action of the HNF4a transcription factor.