Influencia de la epigenética sobre la expresión del gen IL-1B en pacientes con diabetes mellitus tipo 2

• Autores: Bergonzi, María Fernanda
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cerrone, Gloria; Frechtel, Gustavo; Jawerbaum, Alicia; Valdez, Silvina; Berg, Gabriela
• Materia: Diabetes mellitus tipo2; DM2; Epigenética; Gen Il-1Beta; Ciencias de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Diabetes Mellitus type 2 (DM2) begins when two factors co-exist: insulin resistance (IR) and deficient insulin secretion by the ? cells. In DM2, a state of systemic subclinical inflammation secondary to the hyperactivity of innate immunity is observed. The state of subclinical inflammation has a direct implication in the development of the IR and in the progressive failure of the pancreatic ? cell. Subclinical inflammation depends on the circulating levels of inflammatory molecules, including Interleukin 1 beta (IL-1?), which is the prototype of a pro-inflammatory molecule and considered one of the main cytokines, since it actively participates in the pathophysiological processes of those metabolic alteration. The objectives of this work were: to study the levels of circulating IL-1 ? and the expression of mRNA IL-1 ? in peripheral blood mononuclear leukocytes, to evaluate their correlation with methylation patterns and the rs16944 polymorphism (-511C / T ) of the gene promoter. To this end, a group of 30 patients with a recent diagnosis of metabolically decompensated DM2 were studied at baseline and after 6 and 12 months of treatment to achieve compensation.\nAt each stage of the patients' study, the biochemical-clinical variables, the mRNA and protein expression, the promoter methylation patterns and the rs16944 polymorphism variants were evaluated. The study of mRNA expression and protein expression was performed by one-way ANOVA for paired samples and Bonferroni post-hoc test. Statistical analysis of pre and post-intervention mRNA expression was performed through linear regression, with age and sex as covariables. The genotypic frequencies were calculated by direct counting and evaluated if the SNPs were in Hardy Weinberg equilibrium through the Chi square test.\nAfter treatment, individuals achieved a clear decrease in fasting blood glucose and glycosylated hemoglobin, but no significant changes were found in IL-1? mRNA expression or levels of circulating IL-1?. In all cases, the individuals that showed the greatest decreases in glycemia and HbA1c were those that showed a greater increase in the level of circulating IL-1? (p = 0.040). The expression of IL-1? mRNA was not significantly affected by any of the biochemical and clinical variables analyzed in this work.\nIn the analyzed region of the promoter of the IL-1? gene, 3 CpG sites were found that significantly decreased their methylation percentage after treatment. Furthermore, the percentage of methylation at these sites was negatively correlated with the protein expression level of IL-1? (p = 0.016, r = -0.519, p = 0.022, r = -0.498, and p = 0.048, r = -0.400 , respectively).\nAt the beginning of the treatment, a significant association was found between the presence of the polymorphic T allele of rs16944 in the IL-1? gene and the lower expression of IL-1? mRNA (p = 0.006). The highest glycemic values were associated with high levels of circulating IL-1? protein (p = 0.015). The homozygous TT genotype was associated with better metabolic control, demonstrated by a greater decrease in fasting blood glucose after 6 (p = 0.002, r = -0.631) and 12 (p = 0.007, r = -0.734) months of treatment.\nThese results contribute to knowledge of the complex physiopathology of DM2.
Fil: Bergonzi, María Fernanda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
La Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) se desarrolla cuando coexisten dos factores: resistencia a la insulina (IR) y deterioro en la secreción de insulina por parte de las células ?. En la DM2 se observa un estado de inflamación subclínica sistémica secundaria a la hiperactividad de la inmunidad innata. El referido estado de inflamación subclínica, tiene una implicancia directa en el desarrollo de la IR y en la progresiva falla de la célula ? pancreática. La inflamación subclínica depende de los niveles circulantes de moléculas inflamatorias, entre ellas la Interleuquina 1 beta (IL-1?), que es el prototipo de molécula pro-inflamatoria y considerada como una de las principales citoquinas, ya que participa activamente en los procesos fisiopatológicos de esta alteración metabólica.\nLos objetivos de este trabajo fueron: estudiar los niveles de IL-1 ? circulantes y la expresión del ARNm IL-1 ? en leucocitos mononucleares de sangre periférica, para evaluar su correlación con los patrones de metilación y el polimorfismo rs16944 (-511C/T) del promotor del gen. Para ello se estudió un grupo de 30 pacientes con reciente diagnóstico de DM2 metabólicamente descompensados y luego de 6 y 12 meses de tratamiento para lograr la compensación.\nEn cada etapa de estudio de los pacientes, se evaluaron las variables bioquímico-clínicas, la expresión de ARNm y protéica, los patrones de metilación del promotor y las variantes del polimorfismo rs16944. El estudio de la expresión de ARNm y de expresión proteica se realizó por ANOVA de una vía para muestras pareadas y test post-hoc de Bonferroni. El análisis estadístico de la expresión de ARNm pre y post-intervención, se realizó a través de regresión lineal, con edad y sexo como covariables, Las frecuencias alélicas se calcularon por conteo directo y se evaluó si los SNPs se encontraban en equilibrio de Hardy Weinberg mediante la prueba de Chi Cuadrado.\nLuego del tratamiento los individuos lograron una clara disminución de la glucemia en ayunas y la hemoglobina glicosilada, pero no se hallaron cambios significativos en la expresión de ARNm IL-1? ni en los niveles de IL-1? circulante. En todos los casos, los individuos que presentaron los mayores descensos de glucemia y HbA1c, fueron los que mostraron un mayor aumento en el nivel de IL-1? circulante (p=0.040). La expresión de IL-1? ARNm no se vió afectada significativamente por ninguna de las variables bioquímicas y clínicas analizadas en este trabajo.\nEn la zona analizada del promotor del gen de IL-1?, se encontraron 3 sitios CpG que disminuyeron significativamente su porcentaje de metilación luego del tratamiento. Más aún, el porcentaje de metilación en estos sitios se correlacionó negativamente con el nivel de expresión proteica de IL-1? (p=0.016, r=-0.519; p=0.022, r=-0.498; y p=0.048, r=-0.400, respectivamente).\nAl inicio del tratamiento, se halló una asociación significativa entre la presencia del alelo polimórfico T del rs16944 en el gen IL-1? y la menor expresión de ARNm de IL-1? (p=0,006). Los mayores valores de glucemia se asociaron con altos niveles de proteina IL-1? circulante\n(p=0,015). El genotipo homocigota TT se asoció a un mejor control metabólico, demostrado por una mayor disminución de la glucemia en ayunas luego de 6 (p=0,002; r=-0,631) y 12 (p=0,007; r=-0,734) meses de tratamiento.\nEstos resultados contribuyen a conocimiento de la compleja fisiopatología de la DM2.
Magíster de la Universidad de Buenos Aires en Biología Molecular Médica