Role of IRS2 in obesity and adipogenesis

Resumen

La diabetes Mellitus Tipo 2 (DM2) que se caracteriza tanto por fallos en la acción de la insulina como en su secreción. Empieza con una resistencia a la insulina en los órganos periféricos (hígado, músculo y tejido diposo blanco) y una insuficiente compensación de secreción de insulina por parte del páncreas acabando con el fallo en el metabolismo de la glucosa al igual que en la DM1. La obesidad es unos de los principales factores de riesgo para el desarrollo de DM2, que junto con otros factores cardiovasculares tales como la hiperinsulinemia en ayuno, dislipemia e hipertensión engloban el Síndrome Metabólico (SM), la enfermedad más prevalente en el mundo occidental. Asimismo en la obesidad existe una elevada tasa de lipólisis, lo que provoca una liberación de una gran cantidad de ácidos grasos libres (FFA) a la circulación provocando resistencia hepática a la insulina a la vez que estimula la gluconeogénesis en el hígado y la posterior liberación de glucosa al torrente sanguíneo, agravando aún más la DM2. Papel de las proteínas Insulin Receptor Substrate (IRS) en los efectos fisiológicos de la insulina. Las proteínas IRS son unas proteínas intracelulares encargadas de transmitir la señal de la insulina cuando ésta se une al receptor de la insulina (IR). La deficiencia de estas proteínas tiene diferentes consecuencias metabólicas que dan lugar a diferentes fenotipos. El papel de las moléculas de IRS2 como mediadoras de la señalización de la insulina es bien conocido (Sun, Rothenberg et al. 1991; White 2006). El progresivo desarrollo de diabetes en ratones deficientes en Irs2 sugiere que la deleción de este gen causa una combinación entre resistencia periférica a insulina y una inadecuada secreción compensatoria de la hormona causando la muerte de la célula beta pancreática. La deleción de Irs2 en ratones conlleva un dimorfismo sexual. Mientras que la mayoría de ratones machos deficientes en Irs2 son diabéticos y con un peso inferior a los silvestres a las 12 semanas de edad, las hembras deficientes en Irs2 desarrollan obesidad y más tardíamente diabetes (Garcia-Barrado, Iglesias-Osma et al. ; White 2003). Además las hembras deficientes en Irs2 tienen una mayor ingesta de alimento (30%), mayor peso corporal (20%) y más cantidad de tejido adiposo, además de altas concentraciones de leptina en el suero (5 veces más altas en Irs2-/-), por lo que insulina junto con leptina son las hormonas encargadas de regular el control del apetito vía el hipotálamo (Burks, de Mora et al. 2000; Tobe, Suzuki et al. 2001; Masaki, Chiba et al. 2004). Basado en la observación que la ausencia de IRS2 en ratones produce obesidad, postulamos que IRS2 puede ejercer un papel fisiológico en la regulación de la adipogénsesis, principalmente en la cantidad o en la diferenciación de progenitores del tejido adiposo. El plan experimental comprobará si la obesidad presente en el modelo Irs2-/- es debida a hiperplasia y/o hipertrofia de los adipocitos y nos permitirá definir la función de IRS2 en la adipogénesis así cómo las consecuencias de su deficiencia en el tejido adiposo blanco en procesos derivados de la diabetes e inflamatorios. Además teniendo en cuenta el papel de la osteopontina en la inflamación del tejido adiposo, postulamos que puede existir una relación entre la función de la osteopontina y la señalización por IRS2. Para definir el papel de IRS2 en la adipogenesis y en la obesidad se proponen los siguientes objetivos: (1) Caracterizar la expresión de marcadores de inflamación, adipogénesis y señalización de insulina en tejido adiposo blanco en el modelo de ratón IRS2-/- y su comparación con ratón silvestre (WT). (2) Desarrollar una estrategia de Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS) para la identificación y aislamiento de progenitores de adipocitos (Adipocyte Progenitors Cells, APC) en el tejido adiposo de ratones. (3) Determinar la cantidad de progenitores en ambas fuentes de tejido adiposo y evaluar de la proliferación de las células APCs en cultivo. (4) Estudiar de la diferenciación de APC hacia adipocitos maduros y sus diferencias a nivel molecular en función de su origen y genotipo. (5) Caracterizar la expresión de IRS2 en tejido adiposo de ratones deficientes en la citokina osteopontina así como la expresión de otros marcadores de la señalización por insulina, adipogénesis e inflamación. Además de estudiar la respuesta hacia la diferenciación de los APCs aislados de estos ratones