O papel da proteína prion celular na regulação da resposta à insulina / The role of cellular prion protein in the regulation of insulin signaling

RESUMO

A proteína Príon Celular ou PrPc, é uma molécula de superfície celular responsável por desencadear várias cascatas de transdução de sinal e mediar muitos processos fisiológicos como proteção contra apoptose, indução da proliferação, adesão celular entre outros. Devido à sua grande gama de efeitos, hoje se acredita que PrPc seja um organizador de plataformas lipídicas, ou lipid rafts, na membrana celular. O receptor de insulina é uma proteína transmembrana também presente em plataformas lipídicas e, interessantemente, a ausência de componentes destas plataformas, como caveolinas, por exemplo, leva a uma deficiência na resposta a insulina. Desta maneira, acreditávamos que a ausência de PrPc poderia levar a uma desregulação das plataformas lipídicas e a uma sinalização ineficiente do receptor de insulina. De fato, pudemos observar a influência de PrPc no controle da glicemia sérica, através de experimentos com camundongos que fizeram ingestão de rações com conteúdo controlado de gordura. Foi possível verificar que camundongos deficientes para PrPc não possuem controle adequado da glicemia, de peso e dos níveis de insulina. Estes resultados foram confirmados em duas cepas diferentes de camundongos deficientes para PrPc. Por outro lado, camundongos que superexpressam PrPc apresentam controle adequado de glicemia por mais tempo que camundongos do tipo-selvagem quando alimentados com dietas de alta porcentagem de gordura, sugerindo que a superexpressão de PrPc promoveria uma resistência ao diabetes tipo II, com maior sensibilidade a insulina. As análises histológicas também mostraram que os animais deficientes para PrPc apresentam esteatose hepática mais acentuada do que os animais do tipo selvagem, assim como hipertrofia dos adipócitos, o que é característico de obesidade. Porém ao longo dos nossos estudos com fibroblastos derivados de camundongos deficientes para PrPc, do tipo selvagem e que superexpressam PrPc, pudemos verificar...

ABSTRACT

The cellular prion protein or PrPc is a cell surface molecule responsible for triggering various signal transduction cascades and mediate many physiological processes such as protection against apoptosis, inducing proliferation, cell adhesion, among others. Due to its wide range of effects, it is believed that PrPc is a lipid raft organizer in the cell membrane. The insulin receptor is a transmembrane protein also present in lipid rafts. Interestingly, the absence of lipid rafts’s components as caveolins, for example, leads to a deficiency in insulin response. Thus, we believed that the absence of PrPc could lead to a dysregulation of lipid rafts and inefficient insulin receptor signaling. In fact, we observed the influence of PrPc in the control of serum glucose, through experiments with mice that ingested diets with controlled fat content. We found that mice deficient for PrPc do not have adequate control of blood glucose, weight gain and insulin levels. These results were confirmed in two different strains of PrPc knockout mice. On the other hand, mice overexpressing PrPc exhibit adequate control of blood glucose longer than wild-type mice when fed with high fat chow, suggesting that overexpression of PrPc promote resistance to Type II diabetes, with greater insulin sensitivity. The histological analysis also showed that PrPc deficient mice exhibit more pronounced hepatic steatosis than wild-type animals, as well as adipocyte hypertrophy, which is characteristic of obesity. However, throughout our studies with fibroblasts derived from mice deficient for PrPc, wild-type and overexpressing PrPc, we could not prove our initial hypothesis of change in insulin receptor activity. However, we observed that mice deficient for PrPc have lesser amounts of PPAR-y, a transcription factor involved in adipocyte differentiation that has influence on glucose regulation. Additionally, by flow cytometry, we found that the translocation of the glucose transporter Glut4...