Evaluación de la actividad del uniportador de calcio mitocondrial y el manejo del calcio mitocondrial en la función de la célula beta pancreática en un modelo in vitro de lipotoxicidad

Abstract

Introducción: El manejo del calcio mitocondrial regulado por el Uniportador de calcio mitocondrial (MCU) ha demostrado desempeñar un rol importante en el proceso de secreción de insulina por la célula β pancreática. Este estudio investiga como en un ambiente pro-diabetogenico inducido por lipotoxicidad la desregulación del manejo de calcio mitocondrial conduce a la perdida de función y muerte de la célula β. Metodología: Para establecer un modelo in vitro de lipotoxicidad, células RIN5F (línea celular de células β pancreáticas de rata fueron expuestas a diferentes concentraciones de palmitato. La vitalidad y viabilidad fueron analizadas mediante Azul de Alamar y exclusión por azul de tripano, respectivamente. La actividad del MCU y las dinámicas del calcio mitocondrial fueron evaluadas por fluorometría, mientras que las especies reactivas de oxígeno (ERO) fueron medidas usando citometría de flujo. Para analizar la expresión proteica se realizó western blot, y la secreción de insulina mediante ELISA. Resultados: Después de 24 horas de exposición a 700 µM de palmitato, la viabilidad de las células β disminuyó en un 9%, mientras que la actividad metabólica cambió un 47%. La dinámica del calcio mitocondrial ([Ca²⁺]m) mostró alteraciones, al ser retenido menos del 41% y presentar una velocidad de captación 37% más lenta. Cambio que fue adjudicado a la pérdida de funcionalidad del MCU, debido a la ausencia de diferencias en el nivel de proteína expresada. Además, se documentó un aumento de 1.5 veces de EROs mitocondriales, destacando la ausencia de cambio en el ERO citosólico. Estas modificaciones mitocondriales se acompañaron de un marcado deterioro funcional en las células β, evidenciado por una reducción de 15 veces el contenido total de insulina, aunque la secreción de insulina estimulada por la glucosa no se vio afectada. Conclusión: Se demostró que la disfunción en el manejo del [Ca²⁺]m, más que cambios en los niveles del MCU, contribuye al deterioro funcional de la célula β pancreática. Estos hallazgos destacan la importancia del MCU como eje regulador de la homeostasis y sugiriéndolo como potencial blanco terapéutico para prolongar la función de la célula β en personas con obesidad.