A hiperglicemia altera o perfil inflamatório e imunometabólico de macrófagos derivados de medula óssea de camundongos / Hyperglycemia alters the inflammatory and immunometabolic profile of mouse bone marrow derived macrophages

O diabetes mellitus é um grupo heterogêneo de distúrbios metabólicos caracterizado pela hiperglicemia. Indivíduos diabéticos possuem maior susceptibilidade a infecções comparado a indivíduos sadios e a hiperglicemia é um dos principais fatores que contribuem para isso, em parte, por alterar a resposta imune. Sendo assim, os macrófagos, como células essenciais para a resposta inflamatória, podem apresentar importante papel na resposta imune alterada de indivíduos diabéticos. Neste estudo, investigamos como a hiperglicemia modula os macrófagos derivados da medula óssea (BMDMs) sob um estímulo inflamatório. Para realizar este estudo, os BMDMs de camundongos C57BL/6 machos não diabéticos e diabéticos (60 mg/kg de aloxana, iv) (CEUA / FCF / USP-488) foram cultivados sob condições normais de glicose (5,5 mM) e alta concentração de glicose (25 mM ou 40 mM) e estimuladas ou não com lipopolissacarídeo (LPS, 100 ng/mL). Em comparação com os BMDMs dos camundongos não diabéticos, os BMDMs dos camundongos diabéticos estimulados com LPS apresentaram menor expressão de CD38 no tempo basal e após 24 horas, além de menor expressão de receptor do tipo Toll (TLR)-4 na superfície celular, menor capacidade fagocítica e redução na secreção de óxido nítrico, lactato, fator de necrose tumoral- e interleucina (IL)-10, porém apresentaram maior expressão de CD80, CD86 e MHC-II, maior consumo de oxigênio e maior fosforilação em quinase ativada por estresse/quinase Jun-amino-terminal (SAPK/JNK) subunidade p46 e em quinase regulada por sinal extracelular (ERK) subunidade p42, proteína quinase B (AKT) e proteína quinase C (PKC)-δ assim como maior secreção de IL-6. Quando os BMDMs dos camundongos não diabéticos foram cultivados sob condições de alta concentração de glicose in vitro e estimulados com LPS, a expressão de TLR4 e os níveis de óxido nítrico e peróxido de hidrogênio foram reduzidos. Por outro lado, os BMDMs diabéticos que também foram cultivados em alta concentração de glicose in vitro apresentaram níveis aumentados de lactato e fosforilação reduzida em AKT e PKC-δ, porém apresentaram fosforilação aumentada em p46 SAPK/JNK. A alta concentração de glicose parece modificar o comportamento dos macrófagos, afetando diferentes aspectos dos BMDMs diabéticos e não diabéticos sob estímulo de LPS, assim a hiperglicemia deixa um legado de glicose, induzindo uma memória glicêmica, alterando o estado basal dos macrófagos, modificando a via de sinalização do TLR4 contribuindo para a susceptibilidade de indivíduos diabéticos a infecções

Diabetes mellitus is a heterogeneous group of metabolic disorders characterized by hyperglycemia. Diabetic individuals are more susceptible to infections compared to healthy subjects, and hyperglycemia is one of the major contributing factors, partly because they alter the immune response. Thus, macrophages, as essential cells for the inflammatory response, may play an important role in the altered immune response of diabetic individuals. In this study, we investigated how hyperglycemia modulates bone marrow derived macrophages (BMDMs) under an inflammatory stimulus. To perform this study, BMDMs from non-diabetic male and diabetic C57BL/6 mice (60 mg / kg aloxane, iv) (CEUA / FCF / USP-488) were cultured under normal glucose conditions (5.5 mM) and high glucose concentration (25 mM or 40 mM) and stimulated or not with lipopolysaccharide (LPS, 100 ng / ml). Compared to non-diabetic mice BMDMs, the BMDMs of LPS-stimulated diabetic mice showed lower expression of CD38 at baseline and after 24 hours, as well as lower Toll-like receptor (TLR)-4 on the cell surface, lower secretion of lactate, tumor necrosis factor-, and interleukin (IL)-10, but showed higher expression of CD80, CD86 and MHC-II, higher oxygen consumption and greater phosphorylation in stress-activated kinase/Jun-amino-terminal kinase (SAPK / JNK) p46 subunit and in extracellular signal regulated kinase (ERK) p42 subunit, protein kinase B (AKT) and protein kinase C (PKC)-δ as well as higher secretion of IL-6. When the BMDMs of nondiabetic mice were cultured under conditions of in vitro high glucose concentration and stimulated with LPS, the levels of TLR4 expression, nitric oxide and hydrogen peroxide were reduced. On the other hand, diabetic BMDMs that were also cultured in high glucose concentration of glucose in vitro showed increased levels of lactate and reduced phosphorylation in AKT and PKC-δ, but showed increased phosphorylation in p46 SAPK/JNK. A high glucose concentration seems to modify the behavior of macrophages, affecting different aspects of diabetic and non-diabetic BMDMs under the same LPS stimulus. Hyperglycemia leaves a glucose legacy, inducing a glycemic memory, altering the basal state of macrophages, modifying the TLR4 signaling pathway, and may play a key role in the high susceptibility of diabetic individuals to infections

The natural history of type 1A diabetes

We can now predict the development of Type 1A (Immune Mediated) diabetes primarily through the determination of four biochemically characterized islet autoantibodies [insulin, GAD65, IA-2 (ICA512) and (Znt8)]. Prediction is possible because beta-cell destruction is chronically progressive and very slow in most, but not all individuals. We can also prevent type 1A diabetes in animal models and a major goal is the prevention of type 1A diabetes in man with multiple clinical trials underway.

Atualmente o desenvolvimento do diabetes melito tipo 1 A( imune mediado) pode ser predito através da determinação de quatro auto-anticorpos antiilhotas [antiinsulina, anti-GAD65, anti-IA2 (ICA512) e (anti-Znt8)] caracterizados bioquimicamente. A predição dessa doença é possível devido a destruição das células-beta, não em todos os indivíduos mas na sua maioria, ser crônica e lentamente progressiva. Também é possível prevenir o DM1 A em modelos animais e o objetivo maior é a prevenção dessa doença em humanos, para os quais vários protocolos clínicos estão em andamento.

Hipoglicemia como fator complicador no tratamento do diabetes melito tipo 1: [revisão] / Hypoglycemia as a Limiting Factor in the Management of Type 1 Diabetes: [review]

Os portadores de diabetes melito tipo 1 têm, com freqüência, episódios de hipoglicemia durante a insulinoterapia, que, além do desconforto e de proporcionar situações constrangedoras no dia-a-dia, impedem a obtenção do controle glicêmico ideal. Mais ainda, hipoglicemias induzem deficiente mecanismo de contra-regulação em episódio posterior, com diminuição de liberação de adrenalina e dos sintomas de alarme, estabelecendo a síndrome de hipoglicemia associada à insuficiência autonômica. A ocorrência de hipoglicemias durante algumas atividades de risco, em especial a direção veicular, pode resultar acidentes com o paciente e terceiros, além de lesão de propriedade, motivo pelo qual pessoas com diabetes devem ser orientadas quanto aos cuidados na direção de veículos. Em geral, a recuperação neurológica é total após a correção de coma hipoglicêmico. No entanto, quando esses episódios são repetitivos, especialmente em crianças, podem ter como conseqüência distúrbios cognitivos definitivos. A reversão de quadros de hipoglicemia sem sinal de alerta é difícil, devendo-se evitar meticulosamente sua ocorrência, adequando o tratamento, os alvos glicêmicos, utilizando a monitoração domiciliar e fazendo treinamento para o reconhecimento precoce de hipoglicemias.

Type 1 diabetic patients frequently present hypoglycemic episodes during their insulinotherapy, which, besides the discomfort and constrains does not allow the ideal glycemic control. Further, hypoglycemic events lead to the deficiency of the counter-regulation mechanisms in the subsequent episode, with a decrease in the release of epinephrine and the symptoms of warming, with great risk of severe hypoglycemia. The occurrence of hypoglycemia during some risky activities, specially driving, could result in accidents with the patient and /or third parts including property damage, stressing here the need to advise diabetics against having the necessary caution wheli driving. Generally the connective recovery is total after correcting a hypoglycemic coma. However when these episodes are repetitive, particularly in children, they could result in definitive cognitive disturbances. Hypoglycemic events without a warning signal (hypoglycemic unawareness) are difficult to reverse, thus it is necessary to prevent their occurrence, adjusting the treatment with glycemic targets, using continuous glucose monitoring at home and teaching them how to have an early recognition of hypoglycemia.

A predisposição genética para o desenvolvimento da microangiopatia no DM1: [revisão] / Genetic susceptibility to microangiopathy development in Type 1 diabetes mellitus: [review]

Acredita-se que o controle glicêmico e a duração do diabetes sejam os fatores de risco mais importantes para o desenvolvimento das microangiopatias diabéticas, contudo, as velocidades de progressão da nefropatia, da retinoaptia e da polineuropatia variam consideravelmente entre os pacientes. Além da presença de fatores de risco, como a hipertensão arterial, a dislipidemia e o fumo, existem evidências sugerindo que uma predisposição genética desempenha um papel na susceptibilidade para as complicações microvasculares. Com base na patogênese dessas complicações crônicas do diabetes, polimorfismos de vários genes candidatos que atuam em diferentes vias desse processo têm sido investigados, como os genes relacionados aos mecanismos dos danos induzidos pela hiperglicemia (os produtos finais de glicação avançada, o aumento na formação de espécies reativas de oxigênio e a atividade aumentada da via da aldose-redutase), os genes relacionados ao sistema renina-angiotensina; os genes que codificam a síntese das citoquinas, dos fatores de crescimento e dos seus receptores e dos transportadores de glicose entre muitos outros. Este artigo discute alguns estudos que corroboram com a importância da predisposição genética no desenvolvimento da microangiopatia diabética.

Glycemic control and diabetes duration are believed to be the most important risk factors for the development of diabetic microangiopathy; however, the rate of progression of nephropathy, retinopathy and polyneuropathy varies considerably among patients. Besides the presence of risk factors such as hypertension, dyslipidaemia and smoking, there is evidence suggesting that genetic predisposition plays a role in the susceptibility to microvascular complications. Based on underlying pathogenesis, polymorphisms of several candidate genes belonging to multiple pathways have been investigated, like the genes related to mechanisms of hyperglycaemia-induced damage (such as advanced glycation end-products and reactive oxygen species increased formation, augmented activity of the aldose reductase pathway); genes related to the renin-angiotensin system; genes coding for cytokines, growth factors and its receptors, glucose transporter; among many others. This article reviews some studies that corroborate the importance of the genetic background in the development of diabetic microangiopathy.