Transportadores de glicose e Diabetes mellitus: contribuição ao conhecimento da regulação da glicemia e do desenvolvimento de complicações

Resumo

O diabetes mellitus (DM) é um importante problema de saúde pública na atualidade, e, apesar de inúmeros esforços para controlar a doença, sua incidência vêm crescendo. Embora a característica básica do DM seja a perda da homeostasia glicêmica, que decorre de alteração nos fluxos da glicose no organismo, sua morbi¬mortalidade está relacionada às complicações crônicas degenerativas, que acometem territórios tais como rins, olhos, sistema nervoso autônomo e cardiovascular, e cujo desenvolvimento está relacionado à alteração no aporte celular de glicose. Assim, o transporte de glicose é chave tanto na perda da homeostase glicêmica como no desenvolvimento das complicações crônicas, sem com isto descartar a participação de outros mecanismos. O transporte de glicose ocorre por difusão facilitada ou acoplada a sódio, o que envolve duas famílias de genes que codificam as proteínas transportadoras GLUTs e SGLTs, respectivamente. Após 1,5 décadas de conhecimento desses transportadores, sabemos que: 1) alteração na expressão do GLUT4 em músculo e tecido adiposo relaciona-se com a perda da homeostasia glicêmica, e 2) alterações de GLUTs e/ou SGLTs em territórios específicos relacionam-se com complicações do DM. Nesse período, nossos estudos contribuíram no conhecimento sobre o papel do GLUT4 na homeostasia, e sobre o papel dos GLUT1, GLUT2 e SGLT2 no desenvolvimento/evolução da nefropatia diabética. Dominar o conhecimento sobre os mecanismos reguladores da expressão desses transportadores gerará perspectivas para evitar/corrigir as alterações de expressão desses genes. O objetivo geral do presente projeto é investigar mecanismos reguladores da expressão gênica de transportadores de glicose no DM relacionados com a perda da homeostase glicêmica e o desenvolvimento de complicações (focalizando no rim e no sistema nervoso autônomo), tanto em modelos experimentais animais como em humanos diabéticos. Os objetivos específicos principais incluem investigar: 1) mecanismos reguladores de alterações de expressão do GLUT4 (coração, músculo e tecido adiposo) que se relacionam com o controle da glicemia; 2) efeitos do sistema nervoso autônomo e do sistema renina-angiotensina sobre a expressão de transportadores de glicose, relacionados ao controle glicêmico e ao desenvolvimento da nefropatia; 3) mecanismos transcricionais e pós-transcricionais envolvidos nas alterações observadas, focalizando nos fatores transcricionais MEF2A/D, HIF-1α, TRα, PPAR-¬y, NF-kB, HNF-3β e HNF-1α; e 4) em humanos diabéticos, a correlação entre o desenvolvimento de nefropatia e os polimorfismos T22999 e T-22841 no gene do GLUT1. De acordo com os objetivos específicos serão estudados: 1) modelos animais distintos (ratos/camundongos) tratados ou não com drogas, hormônios e dietas; 2) células musculares esqueléticas (L6), adiposas e de túbulo renal (HEK-H e IRPTC) cultivadas em presença de drogas e hormônios; e 3) pacientes com > 15 anos de diabetes, com ou sem nefropatia. Serão avaliados: 1) estado metabólico-hormonal; 2) expressão de mRNA (Northem e real-time PCR) e de proteína (Western e imunohistoquímica) de distintas isoformas de transportadores; 3) participação de fatores transcricionais na regulação desses genes (ensaios de mobilidade eletroforética - EMSA - gel-shift e super-shift); 4) possíveis regulações pós-transcricionais (ensaio de RNAse-H e determinação de mRNA polissomal); 5) vias de sinalização intracelular de hormônios, substratos e fatores transcricionais (Western); e 6) a ocorrência de polimorfismos do GLUT1 em nefropatas (ensaios de restrição de cDNA). Espera-se que a caracterização de mecanismos regulatórios específicos desses genes contribua com o universo do conhecimento, o que deverá proporcionar bases para o desenvolvimento de novas abordagens preventivas e/ou terapêuticas para o DM e suas complicações crônicas. (AU)