Alteraciones de la señalización purinérgica durante la inflamación intestinal de bajo grado asociada a diabetes mellitus tipo 2

Abstract

RESUMEN Se ha reportado que la inflamación intestinal de bajo grado inducida por una dieta rica en grasas detona la inflamación sistémica crónica, que es un sello distintivo de la obesidad, y precede a la aparición de la resistencia a la insulina, un factor clave para desarrollar DT2. Se han implicado vías de señalización purinérgica aberrantes en la patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal y otras enfermedades gastrointestinales. Sin embargo, su papel en la inflamación intestinal asociada con la obesidad y la DT2 sigue sin explorarse. Los ratones C57BL/6J fueron alimentados con una dieta de cafetería durante 21 semanas y recibieron una inyección de estreptozotocina (STZ) en la sexta semana después de comenzar la dieta. El perfil de expresión génica de los diversos componentes de señalización purinérgica en el tejido del colon se evaluó mediante RT-qPCR. Los ratones alimentados con una dieta de cafetería e inyectados con estreptozotocina mostraron una hiperglicemia, tolerancia a la glucosa y resistencia a la insulina, así como, una reducción significativa en la longitud del colon y el grosor de la capa mucosa y muscular acompañada de un aumento de la expresión de ARNm de NF-κB e IL-1β. Además, los niveles de expresión de los genes P2X2, P2X7 y A3R en el colon, fueron más bajos, mientras que los niveles de expresión de P2Y2, NT5E y ADA fueron más altos. Asimismo, una disminución en las tensión y frecuencia de las contracciones espontaneas rítmicas y la tensión de las contracciones inducidas por ACh. En conclusión, estos datos ponen en evidencia que los ratones alimentados con una dieta de cafetería e inyectados con una dosis de STZ desarrollaron DT2, una inflamación de bajo grado en el colon y mostraron alteraciones en la expresión génica de P2X2, P2X7, P2Y2, A3, NT5E y ADA, así como alteraciones en la estructura y motilidad colónica.

ABSTRACT Alterations in intestinal homeostasis by a high-fat diet have been reported to denote chronic systemic inflammation that may precede insulin resistance, a critical factor in developing T2D. Abnormal purinergic signaling pathways have been implicated in the pathogenesis of inflammatory bowel disease and other gastrointestinal diseases. However, it is unknown whether purinergic elements are altered in the intestinal inflammation associated with obesity and T2D. Therefore, this work aimed to analyze the gene expression of purinergic receptors during intestinal inflammation related to T2D and to evaluate the impact of intestinal inflammation on motility and the involvement of purinergic elements. Twenty male C57BL/6J mice were divided into two groups: a CTRL group, fed with a standard diet, and a CAF-STZ group fed a cafeteria diet for 21 weeks and received an injection of streptozotocin (STZ) in the sixth week after starting the diet. Fasting blood glucose, insulin and glucose tolerance tests were measured. Mice were sacrificed at week 21, and the colon was obtained to analyze inflammatory markers and gene expression of purinergic receptors by RT-qPCR. The results demonstrated that mice fed a cafeteria diet and injected with STZ developed diabetes, showing elevated fasting blood glucose levels, glucose tolerance, and insulin resistance. These mice showed a significant reduction in the length and weight of the colon and in the thickness of the external mucosa and muscle, accompanied by an increase of NF-κB and IL-1β mRNA expression. Furthermore, the expression levels of P2X2, P2X7 and A3R genes in the colon were lower, while the expression levels of P2Y2, NT5E and ADA were higher. Likewise, a decrease in the tension and frequency of rhythmic spontaneous contractions and the tension of ACh-induced contractions. In conclusion, these data show that mice fed a cafeteria diet and injected with a dose of STZ developed T2D, a low-grade inflammation in the colon, and showed alterations in the gene expression of P2X2, P2X7, P2Y2, A3, NT5E and ADA, as well as alterations in colonic structure and motility.