Estudi de l’activació de la glucocinasa (GKA456V) en fetge perivenós

• Autores: Anna Vidal Alabro
• Directores de la Tesis: José Carlos Perales Losa (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2011
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Fàtima Bosch i Tubert (presid.), Celia Garcia Martinez (secret.), José Carlos Jimenez Chillaron (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Procesos metabólicos
      • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • La GK és clau en la regulació del metabolisme glucídic tant per la seva funció al pàncrees en què determina la secreció d’insulina, com per la seva funció al fetge on controla les vies d’utilització i d’emmagatzematge de glucosa. Per aquest motiu és una bona diana per a la teràpia de la diabetis, i diverses companyies farmacèutiques estan desenvolupant activadors sintètics de la GK (GKA) pel tractament de la diabetis de tipus 2. Els estudis de GKAs existents avaluen l’activació de la GK a nivell sistèmic i no es coneixen els seus efectes específis sobre la GK al fetge. Per indagar-los, com que no disposàvem d’un GKA específic per a la GK del fetge, ens vam proposar la sobrexpressió d’una forma de GK amb una mutació activadora (GK-A456V) que confereix característiques cinètiques a l’enzim idèntiques a les obtingudes amb els GKAs. L’introduírem al fetge perivenós mitjançant transfecció gènica hidrodinàmica (perquè és la zona on s’expressa majoritàriament l’enzim salvatge en condicions fisiològiques). Un dels controls emprats en l’estudi fou la sobrexpressió de la GK salvatge també a la zona perivenosa, que ens permetria comparar els resultats d’aquesta sobrexpressió local de la GK amb la sobrexpressió no zonal descrita a la bibliografia. Per una banda, avaluàrem els efectes de la sobrexpressió i de l’activació de la GK hepàtica en el context d’un animal sa a llarg termini, per determinar si hi havia risc de resistència a insulina (com s’esdevé en alguns models de sobrexpressió no zonal de GK al fetge). Tant l’activació com la sobrexpressió de GK al fetge perivenós a curt termini comportaren una disminució de la glicèmia i de la insulinèmia. No obstant, en avaluar-ho a llarg termini, la sobrexpressió de GK generà un fenotip de resistència a insulina exclusivament al fetge. En canvi, la GK-A456V comportà un fenotip amb un perfil metabòlic similar als animals controls, sense alteracions dels nivells de glúcids i lípids (sèrics i hepàtics). Al fetge, malgrat que no provocava canvis en el metabolisme glucídic i lipídic, l’activació de la GK va promoure la desregulació per GKRP i la inducció de la glucosa-6-fosfatasa. Per altra banda, la presència de la GK activada al fetge resultà en una activació del catabolisme al teixit adipós. Per altra banda, vam emprar un model de diabetis de tipus 1 per determinar els efectes de la GK-A456V sobre el fenotip diabètic independentment de la insulina, amb la finalitat de valorar l’activació de la GK hepàtica com a tractament alternatiu als GKAs sistèmics. La sobrexpressió perivenosa de GK, tot i que comportà un increment del metabolisme de glucosa al fetge (increment del glicogen hepàtic, de ub-PFK-2, de L-PK, c-myc) i una disminució de la gluconeogènesi (reducció dels nivells de PEPCK), va provocar dislipidèmia com a resultat de la disminució de la ?-oxidació d’àcids grassos (reducció dels nivells de Cpt-1) i una inducció de la lipogènesi hepàtica (augment de FAS, ACC, ChREBP). Altres models de sobrexpressió de GK, descrits a la literatura, que no tenien en compte el concepte de zonació hepàtica, també presentaven alteracions en el metabolisme lipídic. En canvi, l’activació de la GK comportà una rellevant disminució de la hiperglicèmia diabètica tot i tenir un lleu efecte sobre l’activació del metabolisme de glucosa i sobre la inhibició de la gluconeogènesi. Sobretot és interessant que la millora de la hiperglicèmia diabètica no va acompanyada d’alteracions del metabolisme lipídic. En conjunt, aquest treball suggereix que l’activació de la GK exclusivament al fetge és una estratègia terapèutica millor per a la diabetis que la sobrexpressió de la GK.