Dr. André Dagostin

09/06/2024 11:18

Senior Research Associate in the von Gersdorff lab at the Vollum Institute (Oregon Health and Science University)

 

 

 

Práticas de eletrofisiologia

 

Senior Research Associate in the von Gersdorff lab at the Vollum Institute (Oregon Health and Science University)

Estudo de INS-1 832/13 Rat Insulinoma Cell Line

Estímulos de voltagem de intensidades diferentes são aplicadas em células INS-1 832/13, na tela está a resposta  dos canais iônicos com aumento da corrente para o aumento dos estímulos elétricos.

A linhagem celular de insulinoma de rato INS-11 é um modelo bem estabelecido para estudos da função das células beta das ilhotas pancreáticas; no entanto, a resposta à GSIS* das células INS-1 pode diminuir ao longo do tempo. A linha celular INS-1 832/13 é um subclone de INS-1 que foi selecionado para GSIS robusta, produzindo e secretando tanto insulina de rato quanto humana. INS-1 832/13 possui um cassete de expressão de insulina humana que permite a secreção de insulina humana ser mantida ao longo de passagens prolongadas com seleção. As células INS-1 832/13 exibem uma responsividade secretora aprimorada à glicose em comparação com a linha celular parental INS-1. As células INS-1 832/13 podem ser caracterizadas por coloração granular para sinaptotagmina, como descrito para a linha celular parental. Essas características tornam as células INS-1 832/13 um sistema útil para investigar os mecanismos de secreção, armazenamento e síntese de insulina celular.

Este estudo é aplicado a entender que tipo de doenças?

A não regulação adequada da secreção de insulina está fortemente ligada a condições como o diabetes mellitus, uma das principais doenças metabólicas em todo o mundo. Existem diferentes tipos de diabetes mellitus, incluindo o tipo 1 e o tipo 2, ambos com ligações à secreção de insulina:

  1. Diabetes Mellitus Tipo 1 (DM1): Neste tipo de diabetes, o sistema imunológico ataca e destrói as células beta pancreáticas, responsáveis pela produção e secreção de insulina. Como resultado, há uma produção insuficiente de insulina, levando a níveis elevados de glicose no sangue (hiperglicemia). A regulação prejudicada da secreção de insulina é a principal característica do DM1.
  2. Diabetes Mellitus Tipo 2 (DM2): No DM2, as células beta pancreáticas podem inicialmente produzir insulina em quantidades normais ou até mesmo aumentadas. No entanto, as células do corpo se tornam menos sensíveis à ação da insulina (resistência à insulina), exigindo que o pâncreas produza mais insulina para manter os níveis de glicose no sangue dentro da faixa normal. Com o tempo, a capacidade das células beta pancreáticas de produzir insulina pode diminuir, contribuindo para a progressão do DM2.

Além do diabetes mellitus, outras condições podem estar associadas a distúrbios na regulação da secreção de insulina, como síndromes genéticas raras e tumores do pâncreas, que podem afetar as células beta ou interferir nos mecanismos de controle da secreção de insulina.

Por que estudar células beta das ilhotas pancreáticas?

As células beta pancreáticas são um tipo de célula presente nas ilhotas pancreáticas, também conhecidas como ilhotas de Langerhans. Elas são responsáveis pela produção e secreção do hormônio insulina. A insulina desempenha um papel fundamental no controle dos níveis de glicose no sangue. Quando os níveis de glicose no sangue aumentam após uma refeição, as células beta pancreáticas respondem secretando insulina. A insulina então ajuda as células do corpo a absorver a glicose do sangue, permitindo que elas a utilizem como fonte de energia ou armazenem-na para uso futuro. Esse processo é essencial para manter os níveis de glicose no sangue dentro de uma faixa normal e para garantir o fornecimento de energia adequado às células do corpo. Quando as células beta pancreáticas não funcionam adequadamente, isso pode levar a condições como diabetes mellitus, onde os níveis de glicose no sangue se tornam desregulados.

*O que é GSIS?

 GSIS é a sigla para “Glucose-Stimulated Insulin Secretion” (Secreção de Insulina Estimulada por Glicose, em tradução livre). Refere-se ao processo pelo qual as células beta pancreáticas secretam insulina em resposta ao aumento dos níveis de glicose no sangue. Quando a concentração de glicose no sangue aumenta, especialmente após uma refeição, as células beta pancreáticas detectam esse aumento e respondem secretando insulina. A insulina então ajuda a reduzir os níveis de glicose no sangue, facilitando sua absorção pelas células do corpo. Esse processo é vital para manter a homeostase da glicose e garantir que os tecidos do corpo recebam a quantidade necessária de energia. Estudar a GSIS é fundamental para entender melhor os mecanismos subjacentes ao controle dos níveis de glicose no sangue e pode ter implicações importantes para o tratamento de distúrbios metabólicos, como o diabetes mellitus.
Por que usar eletrofisiologia para estudar células beta das ilhotas pancreáticas ?
  1. Avaliação da atividade elétrica celular: As células beta pancreáticas possuem atividade elétrica que desempenha um papel crucial na regulação da secreção de insulina. A eletrofisiologia permite registrar e analisar essa atividade elétrica, incluindo potenciais de membrana, correntes iônicas e oscilações de cálcio, fornecendo informações detalhadas sobre os mecanismos subjacentes à secreção de insulina.
  2. Estudo de canais iônicos: Os canais iônicos desempenham um papel essencial na regulação da atividade elétrica das células beta pancreáticas e, consequentemente, na secreção de insulina. A eletrofisiologia permite caracterizar e entender melhor a função desses canais, incluindo sua condutância, cinética e modulação por diferentes estímulos, como a glicose.
  3. Investigação de mecanismos de secreção de insulina: A eletrofisiologia pode ser usada para estudar os eventos bioelétricos que precedem e acompanham a secreção de insulina, ajudando a elucidar os mecanismos envolvidos na regulação desse processo complexo.
  4. Avaliação de drogas e compostos: A eletrofisiologia pode ser usada para testar o efeito de diferentes drogas e compostos na atividade elétrica e na secreção de insulina das células beta pancreáticas. Isso é crucial para o desenvolvimento de novos tratamentos para distúrbios metabólicos, como o diabetes mellitus.

Em resumo, a eletrofisiologia oferece uma abordagem poderosa e detalhada para investigar a fisiologia das células beta pancreáticas, ajudando a expandir nosso entendimento sobre a regulação da secreção de insulina e o funcionamento do pâncreas endócrino.