Regulación de la expresión y actividad de deiodinasas por D-glucosa en células endoteliales de microvasculatura humana (HMEC-1).

Abstract

Las hormonas tiroideas son esenciales para el desarrollo normal del ser humano, pero cobran especial relevancia en la etapa fetal ya que son fundamentales en el desarrollo del sistema nervioso central, por lo que el traspaso y regulación de estas hormonas resulta fundamental. Las hormonas tiroideas atraviesan al interior de las células a través de transportadores y son metabolizadas por un grupo de enzimas denominadas deiodinasas (DIO). Estudios previos han comprobado que patologías como diabetes gestacional alteran la expresión de las deiodinasas en tejido placentario. Actualmente, se desconoce si altos niveles de D-glucosa provoca cambios en la expresión de DIO2 y DIO3 en células endoteliales de microvasculatura humana y la vía de señalización involucrada, por lo tanto, esta investigación se busca analizar el efecto de D-glucosa sobre la expresión de DIO2 y DIO3 en células endoteliales de microvasculatura humana (HMEC-1). Para cumplir estos objetivos se realizaron cultivos de la línea celular HMEC-1 en medio MCDB-131 en presencia de D-glucosa a diferentes concentraciones (5, 10, 15, 20 y 25 mM) por 24 horas para simular condiciones fisiológicas y patológicas. Los cambios en la expresión proteica para DIO2 y DIO3 se analizaron mediante western blot (n=4), mientras que los cambios a nivel de mRNA se evaluaron mediante RT-qPCR (n=3). Para evaluar si PKC está involucrada en la vía de señalización de estos cambios de expresión, se cultivaron células HMEC-1 en presencia de calfostina C (250 nM) y en condiciones de Dglucosa 20 mM y mediante RT-qPCR y western blot (n=3) se analizaron cambios en el patrón de expresión de DIO2 y DIO3. Finalmente, la actividad enzimática fue estimada cuantificando rT3 y T3 utilizando como sustrato T4. Todos los resultados obtenidos se expresaron como media ± D.E., y se analizaron estadísticamente mediante test-t. Los valores de P<0,05 se consideraron significativos. En esta investigación encontramos que altas concentraciones de D-glucosa aumentaron tanto los niveles de expresión relativa de mRNA como proteica para DIO2, mientras que para DIO3 se registró una disminución en los niveles de expresión. Por otra parte, se observó que una alta concentración de D- glucosa (25 mM) afecta la actividad 5-deiodinasa, disminuyendo su velocidad máxima, pero no su Km aparente. En tanto que, la actividad 5’-deiodinasa no se vio afectada. Finalmente dilucidamos que PKC no participa en la vía de señalización involucrada en los cambios de expresión de deiodinasas cuando células de microvasculatura endotelial humana son expuestas a condiciones de alta D-glucosa. Estos hallazgos en la alteración en la expresión de deiodinasas en condiciones de alta D-glucosa en células HMEC-1 pueden ser de gran relevancia clínica en condiciones fisiológicas como también patológicas dado el importante papel regulador del endotelio como primera barrera de la circulación sanguínea.