Impacto da privação de insulina e hiperglicemia na síntese de proteínas plasmáticas em pessoas com diabetes mellitus tipo 1

A contribuição da insulina no controle da homeostase da glicose tem sido bem apreciada, mas seu papel na manutenção da homeostase do proteoma é menos compreendido. Alguns estudos em animais e humanos demonstraram que a sinalização da insulina regula a síntese e degradação de proteínas, bem como modificações pós-traducionais no nível do tecido. O efeito da insulina na proteostase mitocondrial do músculo também foi elucidado. A privação de insulina aumenta a síntese global de proteínas esplâncnicas com base em estudos de diluição de isótopos no leito esplâncnico. A maioria das proteínas plasmáticas é derivada do fígado e estudos preliminares sugerem que as taxas de síntese de algumas proteínas plasmáticas aumentam enquanto outras diminuem. Taxas fracionárias de síntese de várias proteínas plasmáticas do fígado foram demonstradas no estado de privação de insulina. Essas proteínas podem estar implicadas no desenvolvimento de algumas das complicações do diabetes mellitus tipo 1. (T1DM), especialmente do tipo macrovascular. Desenvolvemos recentemente uma metodologia baseada em isótopos para medir simultaneamente as taxas de síntese in vivo de múltiplas proteínas plasmáticas em humanos.

A fim de investigar melhor os efeitos da privação de insulina, aplicaremos a nova abordagem baseada em isótopos estáveis ​​não radioativos na taxa de síntese de proteínas plasmáticas diferentes em DM1 e diabetes após pancreatectomia total (DATP) em comparação com controles não diabéticos. Estudaremos pessoas pancreatectomizadas porque, como o T1DM, elas também são deficientes em insulina, mas, ao contrário das pessoas pancreatectomizadas, também são deficientes em glucagon. Alguns dados tentadores de muitos estudos indicam que o glucagon também tem efeito catabólico não apenas nas proteínas derivadas do fígado, mas também nas proteínas baseadas no músculo esquelético. Como o músculo esquelético não possui receptores de glucagon, levantamos a hipótese de que fatores desconhecidos são liberados para a circulação que atuam no músculo esquelético para liberar aminoácidos para consumo no fígado. Mediremos aminoácidos metabólitos, acil carnitinas, ácidos orgânicos e ceramidas no plasma e determinaremos a carga de exossomos sanguíneos por espectrometria de massa-proteínas e lipídeos e miRNA por PCR.

Anteriormente, mostramos a produção reduzida de ATP mitocondrial muscular durante a privação de insulina em humanos T1D e camundongos diabéticos e aqui mediremos a dinâmica da energia mitocondrial em todos os participantes do estudo pelas técnicas estabelecidas disponíveis em nosso laboratório.