Efecto de la dapagliflozina en la aterosclerosis diabética y caracterización de un modelo murino de EHNA inducido por dieta

Abstract

[ES] La diabetes mellitus tipo 2 (DMT2) aumenta la mortalidad en humanos al aumentar el riesgo de padecer una enfermedad cardiovascular (ECV) y de enfermedad de hígado graso no alcohólica (EHGNA). El estudio de un uso más extendido de fármacos existentes antidiabéticos para el retraso del desarrollo de ECV, así como el estudio más profundo de los mecanismos moleculares que favorecen la aparición de la EGHNA son de gran importancia para reducir en el futuro el impacto socioeconómico de estas enfermedades metabólicas. En esta primera parte de este trabajo, se investigó el efecto del SGLT2i dapagliflozina (DAPA) en el metabolismo y en la aterosclerosis. Los inhibidores de los cotransportadores sodio-glucosa tipo 2 (SGLT2i) son fármacos diseñados para el tratamiento de la DMT2 reduciendo la hiperglucemia al reducir hasta en un 90% la reabsorción de glucosa en el túbulo contorneado proximal del riñón. Estudios clínicos sugieren que el uso de los SGLT2i produce un efecto beneficioso sobre el fallo cardíaco y la ECV. Para estudiar el efecto de la DAPA en la aterosclerosis en condiciones de resistencia a insulina (RI) se utilizaron ratones Apoe-/-Irs2+/-, que muestran una aterosclerosis acelerada inducida por RI. El tratamiento con dapagliflozina en ratones Apoe-/-Irs2+/-, alimentados con una dieta rica en grasa y en colesterol, no produjo ningún efecto sobre el peso corporal, los niveles de glucosa en plasma o los lípidos. El tratamiento con DAPA no produjo ningún efecto en la tolerancia a la glucosa, aunque fueron inferiores en los ratones tratados con DAPA durante el test de glucosa sugiriendo la existencia de una alteración en la secreción de insulina. Consistente con estos resultados, el tratamiento con DAPA en islotes pancreáticos aislados de ratones Apoe-/-Irs2+/- mostraron menor secreción de insulina al ser estimulados con glucosa respecto a los islotes tratados con vehículo. Además, experimentos de señalización de la insulina mostraron una disminución de la activación de AKT en el tejido adiposo de ratones Irs2+/- tratados con DAPA indicando una alteración en la vía de señalización de la insulina en este tejido. No se observaron cambios en el tamaño de la lesión aterosclerótica, en la vulnerabilidad de placa o en el contenido de macrófagos, células de músculo liso vascular, células T o colágeno. La DAPA no produjo ningún efecto sobre la inflamación las células inflamatorias circulantes ni en los niveles de citoquinas. Este estudio indica que la dapagliflozina no protege de la aterosclerosis en ratones con resistencia a la insulina en condiciones hipercolesterolémicas. La segunda parte del estudio se centró en la puesta a punto y la caracterización de un modelo experimental de esteatosis hepática no alcohólica inducida por dieta rica en grasa (21%) y azúcar (41.5%) y con un alto contenido en colesterol (1.25%) que denominamos DEHNA. La enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA) es una complicación metabólica que puede ser causada por diversas alteraciones metabólicas y que se asocia con frecuencia a la disfunción del tejido adiposo, la RI y la DMT2. Esta enfermedad presenta gran variabilidad de manifestaciones, por lo que disponer de un modelo de ratón que mimetice la sintomatología clínica y patológica asociados a esta enfermedad es indispensable para poder desarrollar posibles dianas terapéuticas. El tratamiento de 16 semanas de los ratones con DEHNA produjo una disminución en el peso corporal y en los niveles de ácidos grasos libres junto con una mejora en la sensibilidad a la insulina en los ratones tratados con DEHNA. No obstante, los ratones WT alimentados con DEHNA desarrollaron mayor peso hepático y un aumento en marcadores plasmáticos de daño hepático comparado con ratones alimentados con dieta control (DC). Los ratones WT alimentados con DEHNA también desarrollaron mayor esteatosis, inflamación lobular, degeneración balonizante y f

[CA] La diabetis mellitus tipus 2 (DMT2) augmenta la mortalitat en humans en augmentar el risc de patir una malaltia cardiovascular (MCV) i de malaltia del fetge gras no alcohòlic (MFGNA). L'estudi d'un us més estès de fàrmacs existents antidiabètics per al retard del desenvolupament de MCV, així com l'estudi més profund dels mecanismes moleculars que afavoreixen l'aparició de la MFGNA son de gran importància per a reduir en el futur l'impacte socioeconòmic d'aquestes malalties metabòliques. En aquesta primera part d'aquest treball, es va investigar l'efecte del SGLT2i dapaglifozina (DAPA) en el metabolisme i en l'aterosclerosi. Els inhibidors dels cotransportadors sodi-glucosa tipus 2 (SGLT2i) son fàrmacs dissenyats per al tractament de la DMT2 reduint la hiperglucèmia en reduir fins en un 90% la reabsorció de glucosa al túbul contornejat proximal del ronyó. Estudis clínics suggereixen que l'ús dels SGLT2i produeix un efecte beneficiós sobre la fallada cardíaca i la MCV. Per estudiar l'efecte de la DAPA en l'aterosclerosi en condicions de resistència a la insulina (RI) es van utilitzar ratolins Apoe-/-Irs2+/-, que mostren una aterosclerosi accelerada induïda per RI. El tractament amb DAPA en ratolins Apoe-/-Irs2+/-, alimentats amb una dieta rica en greix y en colesterol, no va produir cap efecte sobre el pes corporal, els nivells de glucosa en pasma o els lípids. El tractament amb DAPA no va produir cap efecte en la tolerància a la glucosa encara que foren inferiors en els ratolins tractats amb DAPA durant el test de glucosa suggerint l'existència d'una alteració en la secreció d'insulina. Consistentment amb aquests resultats, el tractament amb DAPA en illots pancreàtics aïllats de ratolins Apoe-/-Irs2+/- van mostrar menor secreció d'insulina en ser estimulats amb glucosa respecte als illots tractats amb vehicle. A més a més, experiments de senyalització de la insulina van mostrar una disminució de l'activació d'AKT al teixit adipós de ratolins Irs2+/- tractats amb DAPA indicant una alteració de la via de senyalització de la insulina en aquest teixit. No es van observar canvis en la grandària de la lesió ateroscleròtica, en la vulnerabilitat de placa o en el contingut de macròfags, cèl·lules de múscul llis vascular, cèl·lules T o col·lagen. La DAPA no va produir cap efecte sobre la inflamació de les cèl·lules circulants ni als nivells de citocines. Aquest estudi indica que la dapaglifozina no protegeix de l'aterosclerosi en ratolins amb resistència a la insulina en condicions hipercolesterolèmiques. La segona part de l'estudi es va centrar en la posada a punt i la caracterització d'un model experimental d'esteatosi hepàtica no alcohòlica induïda per una dieta rica en greix (21%) i sucre (41.5%) i un alt contingut en colesterol (1.25%) que denominem DEHNA. La malaltia del fetge gras no alcohòlic (MFGNA) es una complicació metabòlica que pot ser causada per diverses alteracions metabòliques i que s'associa amb freqüència a la disfunció del teixit adipós, la RI i la DMT2. Aquesta malaltia presenta gran variabilitat de manifestacions, pel que disposar d'un model de ratolí que mimetitze la simptomatologia clínica i patològica associades a aquesta malaltia es indispensable per poder desenvolupar possibles dianes terapèutiques. El tractament de 16 setmanes dels ratolins amb DEHNA va produir una disminució en el pes corporal i en els nivells d'àcids grassos lliures junt amb una millora en la sensibilitat a la insulina en els ratolins tractats amb DEHNA. No obstant això, els ratolins WT alimentats amb DEHNA van desenvolupar major pes hepàtic i un augment en marcadors plasmàtics de dany hepàtic comparat amb ratolins alimentats amb dieta control (DC). Els ratolins WT alimentats amb DEHNA també van desenvolupar major esteatosi, inflamació lobular, degeneració balonitzant i fibrosi i major puntuació NAS indicant un estadi avançat d'esteatosi o EHNA comparat amb el

[EN] Type 2 diabetes mellitus (T2DM) increases morbimortality in humans via enhanced susceptibility to cardiovascular disease (CVD) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). The study of a more extensive use of existing antidiabetics drugs for the delay of the development of CVD, as well as the more in-depth study of the molecular mechanisms that promote the appearance of NAFLD are of great relevance to reduce in the future the socioeconomic impact of these metabolic diseases. In this first part of the work, the effect of SGLT2i dapagliflozin (DAPA) was investigated in metabolism and atherosclerosis. Sodium-glucose co-transporters inhibitors (SGLT2i) are drugs designed for T2DM treatment to diminish hyperglycaemia by reducing up to 90% of glucose reabsorption in renal convoluted proximal tube. Clinical studies suggest a beneficial action of SGLT2i in heart failure and CVD. To study the effect of DAPA in atherosclerosis under conditions of insulin resistance (IR) Apoe-/-Irs2+/- mice were used, which display accelerated atherosclerosis induced by insulin resistance. DAPA treatment of Apoe-/-Irs2+/- mice, which were fed a high-fat, high-cholesterol diet, failed to modify body weight, plasma glucose or lipid. DAPA treatment showed no effect in the glucose tolerance test despite augmented insulin levels during the test in DAPA-treated mice suggesting the existence of an impairment in insulin secretion. Consistent with these findings, DAPA treatment of Apoe-/-Irs2+/- isolated pancreatic islets displayed lower glucose-stimulated insulin secretion compared with vehicle-treated islets. Moreover, insulin-signaling experiments showed decreased pAKT activation in Irs2+/- DAPA-treated adipose tissue indicating impaired insulin signaling in this tissue. No changes were seen in lesion size, vulnerability or content of macrophages, vascular smooth muscle cells, T cells or collagen. DAPA did not affect circulating inflammatory cells or cytokine levels. Hence, this study indicates that dapagliflozin does not protect against atherosclerosis in insulin-resistant mice in hypercholesterolemic conditions. The second part of our study focused on the development and characterization of an experimental model of non-alcoholic fatty liver induced by a diet rich in fat (21%) and sugar (41.5%) and with a high content in cholesterol that we called NASHD. Non-alcoholic fatty liver (NAFL) is a metabolic complication that might be caused by different metabolic disorders and frequently associated to fatty tissue dysfunction, IR and T2DM. This disease shows a wide range of manifestations, therefore having a mouse model that mimics the clinical and pathological symptomatology associated with this disease is essential to develop potential therapeutical targets. The 16 weeks treatment of mice with NASHD produced a decrease in body weight and free fatty acids levels along with an improvement of the insulin sensitivity in mice treated with NASHD. However, NASHD-fed WT mice developed an increase in liver weight and a rise in plasmatic markers of liver damage compared to mice fed with control diet (CD). NASHD-fed WT mice also developed greater hepatic steatosis, ballooning and fibrosis and a greater NAS score reflecting an advanced state of steatosis or NASH compared to CD-fed WT mice. Hepatic inflammation in NASHD-fed WT mice was greater showing an increase in T lymphocytes and CD11c proinflammatory macrophages. Though, there was a decrease in total monocytes and circulating inflammatory Ly6Chi plasmatic levels. Plasmatic leucocytes levels in NASHD-fed WT mice showed an increase in cytotoxic T lymphocytes, proinflammatory Th1 and Th9 cells and B cells compared to CD-fed WT mice. Analysis of hepatic gene expression showed an impairment of the genic expression profile associated to a greater fibrosis with an imbalance of cholesterol, triglycerides and fatty acids synthesis metabolism in NASHD-fed WT mice compared to CD-fed WT mice. Our results suggest that WT