Búsqueda de marcadores predictivos de diabetes y prediabetes a través de la identificación de genes diferencialmente metilados en islotes y leucocitos de ratas sometidas a una dieta rica en fructosa

Abstract

En esta tesis se valida el modelo por el cual ratas alimentadas con una DRF por 21 días generan un desbalance metabólico similar a la PD humana, con presencia de TGA, dislipemia, IR, hipersecreción de insulina y aumento de la apoptosis. Además, se generó un modelo a 70 días, que logra por un lado mantener a los animales alimentados con la DRF en un estado análogo a PD (sin evolucionar a DT2), mientras que el grupo R (que bebe 21 días la solución fructosada y luego se le cambia la bebida por agua corriente por 49 días) revierte todas las alteraciones de este cuadro. El estudio de la expresión génica en islotes mostró un aumento de la expresión de genes claves para la función insular en el grupo F se darían como un mecanismo adaptativo/compensatorio frente a los daños ocasionados por la DRF. Los cambios en caspasas y marcadores de neogénesis indicarían una disminución de la masa de células β. El grupo R revierte todos estos cambios. En cuanto al estudio del metiloma insular, la amplia mayoría de las CpGs DM se ubicaron dentro del cromosoma mitocondrial y los genes asociados a éstas enriquecieron las vías de FO, termogénesis, enfermedades neurodegenerativas y otras relacionadas con la DT2. Interpretamos estos resultados como que la DRF genera cambios en el metiloma que disparan mecanismos compensatorios mitocondriales como el aumento de enzimas de defensa antioxidante y el aumento de subunidades que forman parte de complejos mitocondriales de la cadena transportadora de electrones. Esto último puede sostener la hipersecreción compensatoria de insulina a partir de generar mayores cantidades de ATP. Esta situación compensatoria no es eterna y de no cesar el estímulo nocivo se generará una DT2. El metiloma nuclear concentró las alteraciones en regiones intergénicas y alojó las pocas CpGs que lograron revertir su nivel de metilación. Esto se relaciona con el concepto de memoria metabólica que plantea que las consecuencias negativas de la hiperglucemia prolongada persisten incluso cuando se normalizan los niveles de glucosa en sangre y tiene base en los mecanismos epigenéticos que permanecen activos aun cuando se elimina el estímulo nocivo. En cuanto al metiloma de leucocitos replicó los resultados generales hallados en islotes con la diferencia de que el impacto de las alteraciones fue menor y que mayoritariamente se alteraron regiones intergénicas del ADN nuclear. Hallamos 2 genes (Lzts1 y Brcas2) que simultáneamente sufrieron modificaciones en su nivel de metilación en ambos tejidos, denotando que ambos podrían tener un rol importante en la fisiopatología de la PD. Propusimos 5 CpGs asociadas a los genes Esrp1, Vom2r57, Zfp385b, Kdm4c y Gas8 como posibles MEPD.