El papel del sustrato 2 del receptor de insulina (IRS2) en hepatogénesis y hepatocarcinogénesis

Abstract

Insulin receptor substrate 2 (IRS2), a key effector in the transduction of canonical insulin signaling, has been implicated in the development of insulin resistance, a pathological condition that characterizes patients with type II diabetes. As a consequence of hyperinsulinemia, these patients develop a set of complications, in target organs such as the liver. It is thought that IRS2 could play a key role in the transition from progenitor cells to mature liver cells because deletion of IRS2 reduces the livers regenerative capacity. The central aim of this project was to characterize in detail the spatio-temporal patterning of IRS2 expression during early HepaRG hepatogenesis using fluorescence time-lapse microscopy. The data from this study suggest that IRS2 plays a direct role in HepaRG-hepatocyte differentiation, and hence we conclude that strategies to promote IRS2 expression could potentially favor regenerative processes in the context of chronic liver injury or hepatocarcinoma in which intratumoral differentiation is associated with better prognosis. Thus, in the final part of this project we have begun to adapt our experimental protocol to enable future high-throughput screening of compounds that can promote IRS2 expression and help to drive human hepatogenesis. Towards this goal, we tested two compounds, which had previously been shown to promote differentiation and we discuss how future modifications to our protocol may serve to identify novel compounds to be used in a possible "differentiation therapy¿.

El sustrato 2 del receptor de insulina (IRS2), efector clave en la transducción de la señalización canónica de la insulina, se ha visto que está implicado en el desarrollo de resistencia a insulina, estado patológico que caracteriza a los enfermos de diabetes tipo II. Como consecuencia de la hiperinsulinemia éstos desarrollan un conjunto de complicaciones, siendo uno de los principales órganos diana afectados el hígado. Se piensa que IRS2 podría jugar un papel clave el proceso de transición de células progenitoras a células hepáticas maduras debido a que en su ausencia el hígado pierde su capacidad intrínseca de regeneración. El principal objetivo de este trabajo ha sido el diseño de un protocolo que ayudará en la caracterización espaciotemporal de IRS2 durante la hepatogénesis temprana de células HepaRG, mediante time-lapse de fluorescencia. Los resultados muestran que IRS2 juega un papel directo en la diferenciación de los hepatocitos en cultivos HepaRG, por tanto, concluimos que estrategias para promover la expresión de IRS2 potencialmente podrían favorecer los procesos regenerativos en el contexto de la lesión hepática crónica o hepatocarcinoma, en el que la diferenciación intratumoral se asocia con mejor pronóstico. Por lo tanto, en la parte final de este proyecto hemos comenzado a adaptar nuestro protocolo experimental para avanzar hacia un futuro cribado de alto rendimiento, de compuestos capaces de promover la expresión de IRS2 y ayudar a impulsar la hepatogénesis humana. Con este objetivo, hemos probado dos compuestos, que anteriormente han demostrado promover la diferenciación en cultivos de HepaRG y discutimos cómo futuras modificaciones de nuestro protocolo podrían servir para identificar nuevos compuestos que podrían ser usados en una "terapia de diferenciación".