Utilidad de la prueba de tolerancia de comida mixta con Nutrial I para la evaluación de la función de las células beta en diabetes tipo 1 / Usefulness of the tolerance test of mixed food with Nutrial I for the assessment of beta cells function in diabetes type 1

RESUMEN Introducción: La prueba de tolerancia de comida mixta es considerada la prueba de oro para la medición de la producción de insulina endógena en pacientes con diabetes tipo 1. Objetivo: Determinar la utilidad de la prueba de tolerancia de comida mixta con Nutrial I para evaluar la función de las células ß en diabéticos tipo 1 de diagnóstico reciente y la relación de esa función con algunas características clínicas y bioquímicas. Métodos: Se estudiaron variables bioquímicas como la glucemia, hemoglobina glucosilada (HbA1c), péptido C y fracciones lipídicas. La prueba de tolerancia de comida mixta con Nutrial I se aplicó a 18 sujetos con diabetes tipo 1 de diagnóstico reciente y a 8 voluntarios con edades comprendidas entre 19 y 35 años. El consumo del suplemento Nutrial I se calculó según el peso del paciente. Se obtuvieron muestras para glucemia y péptido C a los -10, 0, 30, 60, 90 y 120 minutos. Resultados: Se observaron concentraciones elevadas de glucemia y disminuidas de péptido C durante la prueba de tolerancia de comida mixta en los diabéticos tipo 1 de diagnóstico reciente, en comparación con los voluntarios, así como, diferencias en las áreas bajo la curva de péptido C (AUC-pc) (p= 0,001). En los diabéticos tipo 1 de diagnóstico reciente se evidenció una correlación negativa entre el AUC-pc con los niveles de glucemia en ayunas (r= -0,747; p ( 0,0001) y la HbA1c (r= -0,535; p= 0,022). Por el contrario, se encontró una correlación positiva entre el AUC-pc y el péptido C en ayunas (r= 0,722; p= 0,001). El AUC-pc después de la prueba de tolerancia de comida mixta es mayor en los sujetos con glucemia en ayunas si GA < 7 mmol/L con respecto a los sujetos con glucemia en ayunas ( 7 mmol/L (p= 0,012). Conclusiones: El empleo del Nutrial I en la prueba de tolerancia de comida mixta fue útil en la evaluación de la función de las células β en diabéticos tipo 1 de diagnóstico reciente. Los valores bajos de glucemia en ayunas durante esta prueba son marcadores indirectos de una función residual de células ( más conservada en los diabéticos tipo 1 de diagnóstico reciente(AU)

ABSTRACT Introduction: The tolerance test of mixed food is considered the gold standard for the measurement of endogenous insulin production in patients with diabetes type 1. Objective: To determine the usefulness of the tolerance test of mixed food with Nutrial I to assess the ß-cells function in patients with diabetes type 1 of recent diagnosis and the relation of this function with some clinical and biochemical characteristics. Methods: There were studied biochemical variables as the blood glucose, glycosylated haemoglobin (HbA1c), C-peptide and lipid fractions. The tolerance test of mixed food with Nutrial I was applied to 18 individuals with diabetes type 1 of recent diagnosis and in 8 volunteers aged between 19 and 35 years old. The consumption of Nutrial I supplement was calculated according to the weight of the patient. Samples were obtained for blood glucose and C-peptide at -10, 0, 30, 60, 90 and 120 minutes. Results: There were observed high concentrations of glycemia and decreased amounts of C-peptide during the tolerance test of mixed food in recently diagnosed type 1 diabetics in comparison with the volunteers, as well as differences in areas under the curve of C-peptide (AUC-pc) (p= 0.001). In the recently diagnosed type 1 diabetics was evident a negative correlation between the AUC-pc with fasting plasma glucose levels (r= -0,747; p(0.0001) and HbA1c (r= -0,535; p= 0.022). On the contrary, it was found a positive correlation between the AUC-pc and fasting C-peptide (r = 0.722; p = 0.001). The AUC-pc after the tolerance test of mixed food was greater in subjects with fasting blood glucose < 7 mmol/L with respect to the subjects with fasting blood glucose ( 7 mmol/L (p= 0.012). Conclusions: The use of Nutrial I in the tolerance test of mixed food was useful in the assessment of the role of the β-cells in patients with recently diagnosed diabetes type 1. Low values of fasting blood glucose during this test are indirect markers of a residual function of (cells more preserved in type 1 diabetics of recent diagnosis(AU)

Terapias alternativas para o diabetes mellitus tipo 1: caracterização funcional do gene Txnip na diferenciação ß-pancreática e desenvolvimento de biomaterial inovador para microencapsulamento celular / Alternative therapies for type 1 diabetes mellitus: functional characterization of Txnip gene during -pancreatic differentiation and generation of an innovative biomaterial for cell microencapsulation

O diabetes mellitus do tipo 1 (DM1) é uma doença causada pela destruição autoimune das células-ß produtoras de insulina do pâncreas. O transplante de ilhotas pancreáticas é um procedimento tecnicamente simples sendo uma alternativa terapêutica interessante para o DM1. Entretanto, a oferta limitada de pâncreas de doadores falecidos e a necessidade de imunossupressão crônica são fatores que limitam a aplicabilidade dessa modalidade de transplante. Neste trabalho foram estudadas duas estratégias que visam oferecer soluções aos fatores limitantes do transplante de ilhotas pancreáticas. Na primeira parte do trabalho, o mecanismo molecular que dirige o processo de diferenciação de células-tronco embrionárias murinas (murine embryonic stem cells, mESCs) em células produtoras de insulina (insulin producing cells, IPCs) foi analisado visando otimizar o processo de diferenciação. Nós selecionamos o gene Thioredoxin interacting protein (Txnip), diferencialmente expresso ao longo da diferenciação ß-pancreática, para realizar um estudo funcional através da modificação genética de mESCs. Os resultados obtidos permitiram verificar que a inibição de Txnip na diferenciação ß-pancreática pode induzir a diferenciação de IPCs com maior expressão de marcadores de células- e mais responsivas ao estímulo de glicose. Além disso, o modelo de zebrafish permitiu elucidar in vivo o papel de Txnip durante a organogênese pancreática, revelando que a inibição desse gene é capaz de aumentar a massa de células-ß através do estimulo de células presentes no ducto extra-pancreático. Dessa forma, a inibição de Txnip pode aprimorar os protocolos para obtenção de IPCs a partir de células-tronco pluripotentes. A exposição crônica a agentes imunossupressores diabetogênicos e a perda de componentes de matriz extracelular durante o isolamento de ilhotas pancreáticas são causas para a perda de funcionalidade do enxerto. Dessa forma, na segunda parte do trabalho, um biomaterial inovador foi desenvolvido, contendo um polímero de laminina (polilaminina, PLn) para o encapsulamento e a imunoproteção de ilhotas pancreáticas. As cápsulas produzidas com o biomaterial desenvolvido, Bioprotect-Pln, são térmica- e mecanicamente estáveis, além de serem biocompatíveis e capazes de imunoproteger ilhotas pancreáticas humanas in vitro. O encapsulamento com Bioprotect-Pln preserva a funcionalidade de ilhotas pancreáticas. Além disso, quando cápsulas vazias de Bioprotect-Pln foram implantadas em camundongos imunocompetentes, houve atenuação da resposta inflamatória ao implante, uma das principais causas para perda de funcionalidade de enxertos encapsulados. Os resultados obtidos indicam que a presença de polilaminina na malha capsular induz uma resposta anti-inflamatória que pode beneficiar a preservação do enxerto de ilhotas pancreáticas encapsuladas. Atualmente, o transplante de ilhotas pancreáticas é visto como a terapia celular mais promissora para atingir a independência de insulina em pacientes de DM1, porém, a aplicabilidade desse transplante ainda é limitada. Este trabalho contribuiu para a elucidação dos mecanismos moleculares que podem aprimorar o processo de diferenciação de célulastronco pluripotentes em IPCs, estabelecendo uma fonte alternativa de células para a terapiade reposição, e, também, estabeleceu um biomaterial inovador, capaz de diminuir a resposta inflamatória ao implante de microcápsulas e de imunoproteger células microencapsuladas. Desta forma, este trabalho contribui para o estabelecimento da terapia de reposição celular para pacientes de DM1

Type 1 diabetes mellitus (DM1) is a disease caused by the autoimmune destruction of insulin-producing pancreatic ß-cells. Pancreatic islet transplantation is a technically simple procedure and an interesting alternative therapy for DM1, however, the limited supply of cadaveric donated pancreas and the need of life-long immunosuppression are factors which limit its applicability. In the present work, two strategies were employed aiming at establishing viable solutions for the factors limiting pancreatic islet transplantation. In the first part of this study, the molecular mechanism which drives differentiation of murine embryonic stem cells (mESCs) into insulin producing cells (IPCs) was analyzed in order to optimize the differentiation process. The Thioredoxin interacting protein (Txnip) gene, which is differentially expressed along -pancreatic differentiation, was selected to undergo a functional analysis by genetically modifying mESCs. The results allowed us to verify that Txnip inhibition during the ß-pancreatic differentiation process can induce differentiation of IPCs displaying higher expression of ß-cell markers and being more responsive to glucose stimuli. In addition, the zebrafish model allowed us to elucidate in vivo the role of Txnip during pancreatic organogenesis, revealing that its inhibition is able to increase the mass of ß-cells through stimulation of extra-pancreatic ductal cells. Therefore, Txnip inhibition may turbinate IPCs differentiation from pluripotent stem cells. The chronic exposure to diabetogenic immunosuppressive agents and the loss of extracellular matrix components during isolation of pancreatic islets are probable causes for the loss of pancreatic islet graft functionality. Therefore, in the second part of this study, an innovative biomaterial was developed by incorporating a laminin polymer (polylaminin, PLn) for the encapsulation and immunoprotection of pancreatic islets. The capsules produced with the novel biomaterial, Bioprotect-Pln, are biocompatible, thermally and mechanically stable and are able to immunoprotect human pancreatic islets in vitro. Encapsulation with Bioprotect-Pln preserves the functionality of pancreatic islets. In addition, when empty Bioprotect-Pln capsules were implanted into immunocompetent mice, an attenuation of the inflammatory response to the implant occurred, this being one of the main causes of encapsulated graft loss. The results indicate that polylaminin addition to the capsular mesh induces an anti-inflammatory response which may favor preservation of the engrafted encapsulated pancreatic islets. Pancreatic islet transplantation is currently seen as the most promising cell therapy to achieve insulin independence in DM1 patients, however, the applicability of this transplant is still limited. This work contributed to the elucidation of the molecular mechanisms which can turbinate the differentiation of pluripotent stem cells into IPCs, establishing an alternative source of cells for the replacement therapy, and, also, established an innovative biomaterial which is able to decrease the inflammatory response to the graft, thereby immunoprotecting the microencapsulated cells. Therefore, this work contributes to the establishment of the cell replacement therapy for DM1 patients

Pancreatic beta cell protection/regeneration with phytotherapy

Although currently available drugs are useful in controlling early onset complications of diabetes, serious late onset complications appear in a large number of patients. Considering the physiopathology of diabetes, preventing beta cell degeneration and stimulating the endogenous regeneration of islets will be essential approaches for the treatment of insulin-dependent diabetes mellitus. The current review focused on phytochemicals, the antidiabetic effect of which has been proved by pancreatic beta cell protection/regeneration. Among the hundreds of plants that have been investigated for diabetes, a small fraction has shown the regenerative property and was described in this paper. Processes of pancreatic beta cell degeneration and regeneration were described. Also, the proposed mechanisms for the protective/regenerative effects of such phytochemicals and their potential side effects were discussed.

Embora medicamentos disponíveis atualmente sejam úteis no controle de complicações da Diabetes, complicações aparecem em grande número de pacientes. Considerando-se a fisiopatologia do Diabetes, a prevenção da degeneração de células beta e o estímulo da regeneração endógena de ilhotas será abordagem essencial para o tratamento de diabetes mellitus insulino-dependente. A presente revisão aborda compostos fitoquímicos, cujo efeito é provado na proteção/regeneração de células beta de pâncreas. Entre centenas de plantas que têm sido investigadas para o diabetes, pequena fração tem mostrado propriedade regenerativa, que será descrita neste trabalho. Os processos de degeneração e de regeneração das células beta do pâncrease são descritos. Além disso, mecanismos propostos para efeitos de proteção e regeneração desses compostos fitoquímicos e seus possíveis efeitos colaterais também serão discutidos neste trabalho.

Cytotoxicity and in vitro activity of chard (Beta vulgaris L. var Cicla) extracts on porcine pancreatic islets / Citotoxicidad y actividad in vitro de extractos de acelga (Beta vulgaris L. var Cicla) en islotes pacreáticos porcinosa / Citotocidae e atividade in vitro de extratos de acelga (Beta vulgaris L. var Cicla) em ilhotas pancreáticas porcinas

Background: reports from traditional medicine suggest that chard (Beta vulgaris L. var Cicla) can have remarkable effects in diabetes therapy. Objective: to evaluate the cytotoxic activity of chard extracts in cell lines and determine the viability of cultured porcine pancreatic islets added with or without chard extracts. Methods: cytotoxic activity of chard extracts was assessed in non-tumor and tumor cell lines using the MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] technique, and the ability of extracts to maintain porcine pancreatic islets viability and regeneration in vitro was tested. Results: the 50% cytotoxic concentration (CC50) of extracts for non-tumor cell lines was above 1,000 μg/mL, while it was 825 μg/mL, 283 μg/mL, 136 μg/mL and 380 μg/mL, for hexane, ethyl acetate, ethanol and water extracts in the tumor cell line, respectively. The CC50 ratio between cell lines indicates that ethanol extract is 7.5 times more toxic to tumor than non-tumor cell lines. There was an increase in viability of porcine pancreatic islets cultured with aqueous, ethyl acetate, and ethanol extracts compared with standard media (CMRL1066) and Cyclosporine A (CsA) control groups. Furthermore, a greater than one regeneration index of islets cultured with ethanol extract at 1,000 μg/mL and 500 μg/mL concentrations during 15 days was observed, which remained constant and was significantly higher than CsA group. Conclusions: these results suggest that chard metabolites should be researched to develop antitumor therapies and human pancreatic islets recovery in diabetes treatment.

Antecedentes: reportes de medicina tradicional sugieren que la planta acelga (Beta vulgaris L. var Cicla) es importante en el tratamiento de enfermedades como la diabetes. Objetivo: evaluar la citotoxicidad de concentraciones de extractos de acelga en líneas celulares y determinar la viabilidad de islotes pancreáticos porcinos cultivados con y sin extracto de acelga. Método: se evaluó la actividad citotóxica en líneas celulares tumorales y no tumorales, con la técnica del MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide]. Específicamente se hicieron ensayos para comprobar si los extractos de acelga tienen la capacidad de mantener la viabilidad de islotes pancreáticos porcinos aislados e influir en su regeneración in vitro. Resultados: la concentración citotóxica al 50% (CC50) de los extractos en líneas no tumorales fue mayor de 1.000 μg/mL, mientras que para los extractos en hexano, acetato de etilo, etanol y agua fue de 825 μg/mL, 283 μg/mL, 136 μg/mL y 380 μg/mL, respectivamente, en líneas tumorales. La proporción CC50 encontrada indica que el extracto en etanol es 7,5 veces más tóxico para las líneas celulares tumorales que para las no tumorales. Igualmente encontramos un aumento en la viabilidad de los islotes pancreáticos porcinos cultivados con extracto acuoso, de acetato en etilo y etanol en comparación con el medio de cultivo estándar (CMRL1066) y un control inhibidor que contenía medio con Ciclosporina A (CsA). Además, se encontró que el índice de regeneración era mayor de uno en los islotes cultivados con el extracto en etanol a concentraciones de 1.000 μg/mL y 500 μg/mL durante 15 días, que se mantuvo constante y fue significativamente mayor en comparación con el grupo de CsA. Conclusión: estos resultados sugieren que los metabolitos de la acelga podrían ser utilizados en la investigación de nuevos fármacos para el desarrollo de terapias antitumorales y recuperación de islotes pancreáticos en el tratamiento de la diabetes.

Antecedentes: relatos encontrados em medicina sugerem que a planta acelga (Beta vulgaris L. var Cicla) tem un papel importante no tratamento das doenças como a diabetes. Objetivo: avaliar a citotoxicidade de concentrações de extratos em linhagens celulares e determinar a viabilidade de ilhotas pancreáticas de porcos cultivadas com e sem extrato de acelga. Métodos: neste trabalho foi avaliada a atividade citotóxica dos extratos da acelga em linhagens celulares tumorais e não tumorais, usando a técnica do MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)- 2,5-diphenyltetrazolium bromide]; além disso, foram feitos ensaios para verificar a capacidade que têm os extratos para manter a viabilidade das ilhotas pancreáticas isoladas de porcos e a influência em sua regeneração in vitro. Resultados: a concentração citotóxica ao 50% (CC50) dos extratos em linhagens não tumorais está acima de 1000 μg/mL, enquanto para os extratos de hexano, acetato de etilo, etanol y água é de 825 μg/mL, 283 μg/mL, 136 μg/mL y 380 μg/mL, respectivamente, em linhagens tumorais. A proporção CC50 entre a célula indica que o extrato de etanol é 7,5 vezes mais tóxico para as linhas celulares tumorais que para as linhas não tumorais. Houve um aumento na viabilidade dos isolados pancreáticos de porcos cultivados com extrato aquoso, de acetato de etilo y etanol, em comparação com o meio de cultura padrão (CMRL 1066) e um controle inibitório contendo meio com Ciclosporina A (CsA). Encontrou-se também uma taxa de regeneração maior do que um em ilhotas cultivadas com concentrações de 1000 μg/mL e 500 μg/mL durante 15 días, que se manteve constante e foi significativamente mais elevada em comparação com a CsA. Conclusões: estes resultados sugerem que os metabolitos da acelga poderiam ser usados para a pesquisa de novas drogas para o desenvolvimento de terapias antitumorais e recuperação de ilhotas pancreáticas para o tratamento da diabetes.

Pancreatic islets isolated from ß2 adrenergic receptor knockout mice show reduced insulin secretion in response to nutrients / Ilhotas pancreáticas isoladas de camundongos com deleção do receptor adrenérgico ß2 apresenta reduzida secreção de insulina em resposta a nutrientes

Activation of ß2 adrenergic receptors by catecholamine or catecholamine-mimetic substances may enhance insulin secretion. We herein investigated KCl- and nutrient-stimulated insulin secretion in pancreatic islets isolated from ß2 knockout (ß2KO) mice. ß2KO mice showed reduced body weight, fasting hypoglycaemia associate to a similar fasting insulinemia compared to control. ß2KO mice also showed reduced glucose tolerance despite the higher sensitivity to insulin. Glucose-induced insulin secretion was impaired in pancreatic islets isolated from ß2KO mice. Leucine-induced (20mM) insulin secretion was diminished in pancreatic islets isolated from ß 2KO mice when compared to control one. The depolarizing effect of KCl on insulin secretion was also impaired in pancreatic islets from ß2KO mice. These results suggested a possible role of ß2 adrenergic receptors on nutrient-induced insulin secretion.

A ativação dos receptores ß2-adrenérgicos por catecolaminas ou miméticos a catecolaminas podem aumentar a secreção de insulina. Nós investigamos a secreção de insulina estimulada por nutrients e KCl em ilhotas pancreáticas isoladas de camundongos com deleção dos receptores ß2-adrenérgicos (ß2KO). Camudongos ß2KO apresentaram reduzido peso corporal, hipoglicemia de jejum associada a semelhante concentração de insulina plasmática de jejum comparada ao grupo controle. Camundongos ß2KO apesar de apresentarem aumento da sensibilidade a insulina também apresentaram reduzida tolerância a glicose. A secreção de insulina induzida com glicose foi alterada em ilhotas pancreáticas isoladas de camundongos ß2KO. Secreção de insulina induzida por leucina (20mM) foi diminuída em ilhotas pancreáticas isoladas de camundongos ß2KO quando comparado ao controle. O efeito despolarizante do KCl sobre a secreção de insulina também foi alterado em ilhotas pancreáticas de camundongos ß2KO. Estes resultados sugerem um possível papel dos receptores ß2-adrenérgicos na secreção de insulina induzida por nutrientes.

Mecanismos moleculares envolvidos em citoproteção e transformação maligna de células-beta pancreáticas / Molecular mechanisms involved in pancreatic beta-cells cytoprotection and malignant transformation

O transplante de ilhotas pancreáticas constitui uma alternativa atraente para o tratamento de diabetes tipo 1 (DM1), contudo, é limitado devido à escassez de doadores de órgãos. O papel da prolactina humana recombinante (rhPRL), que apresenta efeitos benéficos em células-beta, e seu mecanismo de ação foram investigados neste estudo. O número de células apoptóticas diminui significativamente na presença de rhPRL. Essa citoproteção envolveu diminuição da razão BCL2/BAX e inibição de caspase-8, -9 e -3. Este estudo revelou, pela primeira vez, evidência direta do efeito protetor de lactogênios contra apoptose de células-beta humanas. Levando em consideração a relação conhecida entre citocinas e DM1 e observações recentes sugerindo o papel da autofagia no desenvolvimento e prevenção do DM1, foi investigada a conexão entre citocinas (IL-1ß, TNFα e IFN-γ) e autofagia em células-beta. O co-tratamento com citocinas e rapamicina, um indutor de autofagia via inibição de mTOR, não aumentou os níveis de apoptose em células INS-1E. Contudo, exposição a citocinas levou ao aumento nos níveis de autofagossomos e na relação LC3-II/LC3-I, do mesmo modo que o tratamento com rapamicina. O tratamento com citocinas também levou à diminuição dos níveis de mTOR e 4E-BP1 fosforilados. Foi demonstrada aqui, pela primeira vez, uma relação direta entre o tratamento com citocinas e a indução de autofagia em células-beta. Recentemente, surgiram novas evidências mostrando ligação entre a morte de células-beta induzida por citocinas e indução de estresse de retículo endoplasmático. Em nosso modelo, foram observados níveis diminuídos de p-mTOR e aumento da formação de autofagossomos após o tratamento com indutores de estresse de retículo. Este estudo reforça também, resultados prévios sobre a hipótese da função de indutores de estresse de retículo em promover a autofagia. Além disso, o tratamento com rhPRL aumentou os níveis de p-mTOR e levou à diminuição na formação de autofagossomos após exposição a citocinas em células-beta. Estes resultados são relevantes para a caracterização mais aprofundada das funções dos lactogênios nessas células. Sabendo-se da necessidade de células-beta humanas para estudos detalhados em células-beta, nosso grupo gerou linhagens celulares derivadas de insulinomas humanos que secretam hormônios e expressam marcadores com o mesmo padrão de seu tecido original. Estas linhagens foram caracterizadas comparando-as com culturas primárias de células-beta através de eletroforese bidimensional acoplada a espectrometria de massa. Cerca de 1.800 spots foram detectados, sendo que menos de 1% apresentou expressão diferencial. As proteínas superexpressas em ilhotas, como Caldesmon, estão envolvidas em organização do citoesqueleto, influenciando a secreção hormonal. Contrariamente, quase todas as proteínas superexpressas nas células de insulinoma, como MAGE-A2, foram descritas aqui pela primeira vez, podendo estar relacionadas à sobrevivência celular e resistência à quimioterapia. Estes resultados mostram, pela primeira vez, mudanças na expressão de proteínas relacionadas ao fenótipo alterado dos insulinomas, direcionando a pesquisa ao estabelecimento de células-beta humanas bioengenheiradas e ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para insulinomas. Coletivamente, os dados obtidos neste estudo estendem o conhecimento molecular envolvido na citoproteção induzida por rhPRL e transformação maligna de células-beta pancreáticas, contribuindo para futuras aplicações na compreensão e no tratamento do DM1

Transplantation of pancreatic islets constitutes an alternative for type 1 diabetes (DM1); however, it is limited by the shortage of organ donors. Here, we investigated the role of recombinant human prolactin (rhPRL), shown to have beneficial effects in beta-cells, and its mechanisms of action. Apoptotic beta-cells were decreased in the presence of rhPRL, with cytoprotection involving an increase of BCL2/BAX ratio and inhibition of caspase-8, -9 and -3. This study provides new direct evidence for a protective effect of lactogens in human beta-cell apoptosis. Taking into account the known relationship between cytokines and DM1 and recent observations suggesting a role for autophagy in the development and prevention of DM1, we investigated the connection between cytokines (IL-1ß, TNF-α and IFN-γ) and autophagy in beta-cells. Co-treatment with cytokines and rapamycin, an inducer of autophagy through inhibition of mTOR, did not increase the apoptosis levels in INS-1E cells. However, exposure to cytokines increased the levels of autophagosome formation and LC3-II/LC3-I ratio. Treatment with cytokines also led to decreased levels of phosphorylated mTOR and 4E-BP1. We demonstrated for the first time, a direct relationship between cytokines treatment and induction of autophagy in beta-cells. Lately, new evidence point to a connection between cytokine-induced beta-cell death and endoplasmic reticulum stress. In our model, we observed that decreased levels of p-mTOR and increased autophagosome formation also ensued after treatment with endoplasmic reticulum stressors. This study also supports the previous hypothesis on the function of ER stressors in inducing autophagy. Furthermore, rhPRL treatment increased the levels of p-mTOR and decreased autophagosome formation after exposure to cytokines in beta-cells. These findings are also relevant for further characterization of lactogens functions in these cells. Considering the demand for human cells for further beta-cells studies, our group generated cell lines derived from human insulinomas which secrete hormones and express markers with the same pattern displayed by their original tissue. We set out to further characterize these lineages by comparing them to primary beta-cells using two-dimensional gel electrophoresis coupled to mass spectrometry. An average of 1,800 spots was detected with less than 1% exhibiting differential expression. Proteins upregulated in islets, such as Caldesmon, are involved in cytoskeletal organization thus influencing hormone secretion. In contrast, almost all proteins upregulated in insulinoma cells, such as MAGE-A2, first described here, could be related to cell survival and resistance to chemotherapy. Our results provide, for the first time, a molecular snapshot of the changes in expression of proteins correlated with the altered phenotype of insulinomas, prompting research towards the establishment of bioengineered human beta-cells, and the development of new therapeutic strategies for insulinomas. Collectively, the data obtained in this study extend the molecular knowledge involved in rhPRL-induced cytoprotection and malignant transformation of pancreatic beta-cells, contributing to future applications for understanding and treatment of DM1

Effects of ischemia/reperfusion on beta cells of pancreas and protective effects of melatonin treatment / Efectos de la isquemia/reperfusión sobre células beta del páncreas y efectos protectores del tratamiento de melatonina

Oxygen free radicals are considered to be important components involved in the pathophysiological tissue alterations observed during ischemia-reperfusion (I/R). In this study, we investigated the putative protective effects of melatonin treatment on pancreatic I/R injury. Sprague Dawley male rats were subjected to 30 min of pancreatic pedicle occlusion followed by 90 min reperfusion. Melatonin (10 mg/kg. s.c) was administrated 30 min prior to ischemia or I/R application. At the end of the reperfusion periods, rats were decapitated. Pancreatic samples were taken for transmission electron microscopy. The results indicated that ischemia created b cell damage as evidenced by dilatation between the nucleus inner and outer membrane and degeneration on islets of Langerhans cells, was reversed by melatonin treatment. As melatonin administration reversed these microscopic damage, it seems likely that melatonin protects pancreatic tissue against oxidative damage.

Los radicales libres del oxígeno son considerados como uno de los componentes más importantes que participan en las alteraciones fisiopatológicas del tejido durante la isquemia-reperfusión (I/R). En este estudio, se investigó el supuesto efecto protector del tratamiento de melatonina sobre la lesión pancreática I/R. Ratas Sprague Dawley machos fueron sometidas a 30 minutos de oclusión del pedículo pancreático seguido de 90 minutos de reperfusión. La melatonina (10 mg/kg) fue administrada 30 minutos antes de la isquemia o de la aplicación I/R. Al finalizar los periodos de reperfusión, las ratas fueron decapitadas. Fueron tomadas muestras pancreáticas para el análisis en microscopía electrónica de transmisión. Los resultados indicaron que la isquemia ocasionó daño en las células beta demostrado por la dilatación entre el núcleo interior y la membrana exterior y la degeneración de los islotes de células pancreáticas, los que fueron revertidos por el tratamiento de melatonina. Como la administración de melatonina revirtió estos daños microscópicos, parece probable que ella proteja al tejido pancreático contra el daño oxidativo.

Potencial role of stem cell therapy in type 1 diabetes mellitus: [review]

Type 1 diabetes mellitus is the result of the autoimmune response against pancreatic beta-cell(s). At the time of clinical diagnosis near 70 percent of beta-cell mass is been destroyed as a consequence of the auto-destruction that begins months or even years before the clinical diagnosis. Although marked reduction of chronic complications was seen after development and progression of insulin therapy over the years for type 1 diabetic population, associated risks of chronic end-organ damage and hypoglycemia still remain. Besides tight glucose control, beta-cell mass preservation and/or increase are known to be other important targets in management of type 1 diabetes as long as it reduces chronic microvascular complications in the eyes, kidneys and nerves. Moreover, the larger the beta-cell mass, the lower the incidence of hypoglycemic events. In this article, we discuss some insights about beta-cell regeneration, the importance of regulation of the autoimmune process and what is being employed in human type 1 diabetes in regard to stem cell repertoire to promote regeneration and/or preservation of beta-cell mass.

O diabetes melito tipo 1 (DM1) é o resultado de uma resposta auto-imune contra as células-beta pancreáticas. Por ocasião do diagnóstico clínico do DM1, aproximadamente 70 por cento da massa de células-beta foram destruídas como conseqüência de uma autodestruição que se iniciou há anos ou meses antes dos primeiros sinais da doença. Embora a redução acentuada das complicações crônicas na população com DM1 foi observada após o desenvolvimento e evolução da insulinoterapia, os riscos associados às lesões dos órgãos-alvo e hipoglicemia persistem. Além do controle intensivo da glicemia, a preservação e/ou o aumento da massa de células-beta são reconhecidos como alvos importantes no tratamento do DM1. Isto vem associado à redução das complicações crônicas microvasculares na retina, rins e nervos e a menor incidência de eventos hipoglicêmicos. Neste artigo, discutimos alguns aspectos da regeneração das células-beta pancreáticas, a importância da regulação do processo auto-imune e o que está sendo empregado no DM1 humano com relação ao repertório das células-tronco nesse sentido.

Terapia farmacológica: insulinas:[revisión] / Pharmacological therapy: insulins: [review]

La presente revisión bibliográfica analiza en conjunto a las insulinas, formación, secreción, función de la insulina endógena y el uso de las insulinas exógenas para tratar diabetes mellitus y verificar su manejo clínico.