Efectos de la derivación gastroyeyunal en la funcionalidad y expresión génica de los islotes pancreáticos, y hormonas enteroinsulares en un modelo de rata diabética no obesa

Résumé

Antecedentes y Objetivos El efecto antidiabético de la cirugía bariátrica ha sido interpretado como resultado de la pérdida de peso inducida por la cirugía y descenso de la ingesta calórica. Sin embargo, el control glucémico se produce de forma temprana y antes de que se de una pérdida significativa de peso Los objetivos de este trabajo han sido (1) evaluar, en un modelo de ratas diabéticas tipo 2 no obesas, el efecto de la derivación gastroyeyunal sobre la expresión génica de insulina en islotes pancreáticos aislados, así como producción hormonal de insulina por dichos islotes tras estimulación con diferentes concentraciones de glucosa, (2) valorar el efecto de esta cirugía sobre el control glucémico temprano, mediante test de sobrecarga oral de glucosa (3) y estudiar los cambios sobre la producción de hormonas pancreáticas (insulina/glucagon), péptidos intestinales (GLP-1, GIP) y adipocitarios (leptina) que intervienen en el control glucémico, tras 20 minutos de un test de sobrecarga oral de glucosa. Materiales y métodos Se estudiaron 2 ramas; Grupo operado o grupo de bypass gastroyeyunal (DGY) frente a Grupo Control (diabéticas sin operar). Los tiempos de estudio fueron: Semana 0 (Basal), Semana 1 (a la semana del acto quirúrgico) y Semana 2 (a las 8 semanas del acto quirúrgico). Experimentos in vivo. Se realizaron las siguientes técnicas en los distintos tiempos: 1) Test de tolerancia oral de glucosa y se midió la glucemia de la sangre. 2) Extracción de sangre venosa de los animales, a los 20 minutos tras la sobrecarga de glucosa. 3) Se registraron los pesos de los animales. 4) Se realizaron las determinaciones de insulina de los sueros obtenidos mediante inmunoensayo. Experimentos in vitro (en islotes pancreáticos): a) Los islotes pancreáticos se aislaron manualmente de ratas GK mediante digestión con colagenasa y bajo un estereomicroscopio. b) Las imágenes de los islotes fueron obtenidas mediante un microscopio invertido y se midieron mediante un sofware especial para microscopía. c) Para el estudio de la función secretora de las células ß se incubaron dos grupos de 7 islotes en presencia de glucosa a distintas concentraciones. Se tomó el medio de cultivo con glucosa 5mM para el grupo de las basales; y para el grupo de estímulo con glucosa 16,7 mM; para analizar posteriormente la secreción de insulina también mediante ELISA. d) Cuantificación génica de insulina: Después de aislar ARN total a partir de un grupo de 15 islotes de cada rata y de hacer la transcripción reversa de ARN a ADN copia, se medieron los niveles de ARN mensajero (expresión) de insulina mediante amplificación por PCR cuantitativa a tiempo real. e) Medida de la insulina contenida por islote. Se obtuvieron grupos de islotes de ambas ramas, la insulina presente en el homogeneizado obtenido por sonicado se determinó mediante ELISA con posterioridad. Resultados y Conclusiones La derivación gastroyeyunal ha mejorado la tolerancia a la glucosa en ratas Goto-kakizaki (no obesas y diabéticas tipo 2) de forma precoz y mantenida en el tiempo (desde la primera semana y hasta la octava semana después de la cirugía) sin que se produjera una pérdida de peso. La mejoría en la tolerancia a la glucosa se produce con la recuperación de los niveles plasmáticos de insulina en el grupo intervenido quirúrgicamente frente al grupo control en el que se habían dectectado valores significativamente menores al final del protocolo (0,81 ± 0,58 µg/L en la octava semana con respecto a 1,61 ± 1,09 µg/L al inicio del protocolo). La derivación gastroyeyunal da lugar a modificaciones en los niveles de GLP-1, GIP y glucagón después de una SOG desde la primera semana de la intervención quirúrgica que se mantienen en la octava semana. Se produce un aumento en los niveles plasmáticos de GLP-1 siendo significativamente mayor en la semana ocho (1,46 ± 0,26 ng/mL) que en el preoperatorio (0,89 ± 0,28 ng/mL), una disminución de los niveles de GIP que resultó ser significativamente menor en la primera semana después de la cirugía siendo el valor medio 4,7 ± 1,7 ng/mL frente al valor del preoperatorio (5,7 ± 2,2 ng/mL) y siendo 4,6 ± 1,3 ng/mL el valor a las 8 semanas y, además, un descenso en los niveles de glucagón desde la primera semana (143,2 ± 48,8 pg/mL) y 123,2 ± 50,9 pg/mL después de 8 semanas de la derivación gastroyeyunal cuando los comparamos con los niveles anteriores a la cirugía (166,1 ± 99,5 pg/mL) y detectándose una disminución estadísticamente significativa en el grupo de intervención con respesto al grupo control en la semana primera y en la octava del protocolo. La derivación gastroyeyunal dio lugar a una disminución estadísticamente significativa en los niveles de leptina desde 5456,7 ± 3086,5 pg/mL al incio del protocolo hasta 1992,9 ± 1059,6 pg/mL una semana después de la cirugía que sigue disminuyendo a las ocho semanas alcanzando un valor de 1576,7 ± 1123,7 pg/mL, siendo una disminución mayor del 70%. La derivación gastroyeyunal ha mejorado la funcionalidad de la célula ß que se manifiesta en el aumento de la secreción de insulina inducida por glucosa 16, 7 mM en los islotes pancreáticos aislados; siendo la secrección de insulina al medio de incubación desde el minuto 30 hasta el minuto 60 signficativamente mayor (41,9± 36,3 µg/L) que en el grupo control (12,9 ± 12,0 µg /L) y demostrándose también el aumento de la expresión génica de insulina en el grupo de intervención 166 ± 0,33, frente a 0,99 ± 0,48 en el grupo control. El aislamiento de islotes pancreáticos de ratas Goto-kakizaki sometidas a una derivación gastroyeyunal proporciona una herramienta útil para el entendimiento de la modulación de la célula ß, en cuanto a su expresión génica y secreción de insulina, en la cirugía bariátrica como tratamiento para la diabetes mellitus tipo 2. La derivación gastroyeyunal no modifica el tamaño de los islotes pancreáticos, pero sí parece mejorar su integridad.