Instituto de Investigaciones BiomŽdicas, UNAM. MŽxico.
RESUMEN (ABSTRACT)
La medicina gen—mica ha permitido la aplicaci—n de distintas estrategias de mapeo genŽtico para la identificaci—n de las rutas bioqu’micas y los mecanismos fisiopatol—gicos implicados en la etiolog’a de distintas enfermedades comunes tales como la diabetes tipo 2 o las dislipidemias. Estas incluyen la disminuci—n en los niveles plasm‡ticos de la lipoprote’na de alta densidad o HDL y la elevaci—n de colesterol y triglicŽridos en sangre. Dos de las estrategias m‡s utilizadas son los estudios de ligamiento genŽtico y de asociaci—n gen—mica. El acoplar estas estrategias de mapeo al an‡lisis de la expresi—n diferencial de mensajeros en tejidos humanos, utilizando plataformas que permiten evaluar cambios en la expresi—n de miles de genes, ha resultado una herramienta valiosa para identificar genes y rutas metab—licas que no se hubieran sospechado como implicadas en el origen de estas enfermedades.
Uno de estos ejemplos es la identificaci—n del mecanismo de lipotoxicidad por colesterol de la cŽlula β pancre‡tica productora de insulina. La homoeostasis de colesterol es fundamental para el funcionamiento de estas cŽlulas y por ende su capacidad secretoria. Identificar los reguladores transcripcionales de los genes involucrados en el eflujo y contenido de colesterol intracelular conlleva la identificaci—n de nuevos blancos farmacol—gicos para el tratamiento de la diabetes y de algunas de sus co-morbilidades.
La DT2 representa un conjunto de desordenes metab—licos caracterizados por la elevaci—n cr—nica de la glucosa en sangre y la predisposici—n al desarrollo de complicaciones micro y macrovasculares. Desde el punto de vista genŽtico, la DT2 es una entidad multifactorial donde participan distintos genes de susceptibilidad cuya expresi—n es modulada por factores ambientales. La disfunci—n de la cŽlula β pancre‡tica productora de insulina y una respuesta disminuida a la acci—n de esta hormona en distintos —rganos y tejidos, incluyendo el h’gado, son los mecanismos fisiopatol—gicos principales en esta entidad (Barroso I, 2005).
Distintas l’neas de evidencia recientes han mostrado que la lipotoxicidad por colesterol constituye un mecanismo fisiopatol—gico relevante en la gŽnesis de la DT2. Una de estas evidencias se deriva de la construcci—n de modelos animales donde se inactiv— selectivamente el gen del transportador de colesterol ABCA1 (ratones knockout) tanto en el animal completo como espec’ficamente en las cŽlulas β del p‡ncreas. Estos estudios muestran que la alteraci—n en los niveles de colesterol, tanto plasm‡ticos como al interior de la cŽlula β afectan la secreci—n de insulina (Brunham et al, 2008).
ABCA1 (del inglŽs, ATP-binding cassette transporter A1) es una prote’na membranal dependiente de ATP que funciona como un transportador o bomba de colesterol tanto en la membrana citopl‡smica como en las membranas intracelulares. La prote’na ABCA1 transporta colesterol y fosfol’pidos hacia las apolipoproteinas de las HDL (Attie et al, 2001). ABCA1 es miembro de una familia de transportadores de l’pidos dependientes de ATP. ABCA1 trasfiere colesterol y fosfol’pidos de las cŽlulas a la apolipoprote’na A-1, el principal constituyente protŽico de las HDL y de esta forma participa en la formaci—n de los precursores de las HDLs. Adem‡s de ABCA1, otros transportadores ABCA7, ABCG1 y ABCG8 son necesarios para el eflujo del colesterol tisular (Schafer et al, 2006).
El transportador ABCA1 se reconoce como el mediador principal del eflujo del colesterol, previniendo la acumulaci—n de colesterol en macr—fagos. De esta forma su activaci—n o sobreexpresi—n se ha relacionado con un efecto anti-aterogŽnico importante en distintos modelos experimentales. Por ejemplo, la generaci—n de animales transgŽnicos donde se sobre-expresa el gen de ABCA1 en macr—fagos e h’gado resulta no solo en la elevaci—n de los niveles plasm‡ticos de HDL (Vaisman et al, 2001) sino en la reducci—n de las lesiones ateroescler—ticas en animales alimentados con dieta alta en grasa (Joyce et al, 2002).
Una de las primeras evidencias que vincula al trasportador ABCA1 con el riesgo para el desarrollo de diabetes y la obesidad se deriva de un estudio realizado en la poblaci—n mexicana donde identificamos a la variante R230C del gen ABCA1 como un importante alelo de riesgo para la disminuci—n de los niveles de plasm‡ticos de HDL y apo-A1 (la principal prote’na de las HDLs) en individuos de la poblaci—n general. De manera interesante, esta variante mostr— asociaci—n muy significativa al riesgo para desarrollar DT2 y obesidad en la poblaci—n mestiza mexicana (Villarreal-Molina et al, 2007).
En un segundo estudio donde analizamos un grupo extenso de casos y controles para DT2 el alelo C230 se asoci— a un mayor riesgo para desarrollar diabetes en individuos que presentan la enfermedad antes de los 40 a–os (diabetes de inicio temprano), siendo hasta el momento el principal factor de riesgo genŽtico para la DT2 identificado en la poblaci—n mexicana (Villarreal-Molina et al, 2008). El alelo C230 se asoci— adem‡s al riesgo de obesidad y s’ndrome metab—lico en individuos mestizos mexicanos..
Esta variante condiciona una reducci—n de alrededor del 30% de la actividad de este transportador en cŽlulas en cultivo (Acu–a et al, 2010).
Otros estudios recientes en modelos animales donde se inactiv— la funci—n de ABCA1 en el animal completo mostraron que los ratones desarrollan intolerancia a la glucosa sin alteraci—n en la sensibilidad a la insulina, lo que suger’a que el defecto se localizaba en la masa o la funci—n de la cŽlula β, aœn cuando la expresi—n de ABCA1 es normalmente muy baja en estas cŽlulas (Brunham et al, 2008).
Cuando se generaron animales knockout con inactivaci—n de ABCA1 en el h’gado o el intestino los animales mostraron alteraci—n en los niveles plasm‡ticos de colesterol. Por el contrario, cuando la inactivaci—n de ABCA1 era selectiva a la cŽlula β, estos animales no ten’an alterados los niveles plasm‡ticos de colesterol pero s’ una acumulaci—n excesiva de colesterol en los islotes pancre‡ticos, particularmente en la membrana plasm‡tica aunado a la alteraci—n en la secreci—n de insulina mediada por glucosa. Estos ratones presentaban intolerancia a la glucosa a partir de las ocho semanas de edad.
En animales heterocigotos, esto es con inactivaci—n de una de las dos copias del gen, estos autores demostraron que la expresi—n de ABCA1 se incrementa despuŽs del tratamiento con rioglitazona, un hipoglucemiante del tipo tiazolidinediona (TZD) que actœa como agonista del factor de transcripci—n PPARγ.
Adem‡s se demostr— que el tratamiento con TZD incrementa la sensibilidad a la insulina en estos ratones pero œnicamente si estos animales eran alimentados con una dieta baja en grasa, lo que sugiere que el efecto benŽfico de los TZD sobre la funci—n de la cŽlula β se relaciona con la activaci—n de PPARγ y de forma m‡s importante al incremento en la expresi—n de ABCA1.
Las TZD son f‡rmacos utilizados ampliamente para el control de la glicemia en pacientes con DT2. El uso de la riaglitazona se ha relacionado a distintos efectos adversos como edema, ganancia de peso y el riesgo incrementado de desarrollar enfermedad arterial coronaria. En este sentido ser’a de gran utilidad identificar compuestos capaces de estimular la expresi—n o la actividad de ABCA1 sin que se requiera la activaci—n de PPARγ. De esta forma estos estudios han se–alado al transportador de colesterol ABCA1 como un nuevo blanco terapŽutico para el tratamiento de la DT2.
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