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El papel de circRabep1 en la diabetes

La investigación resalta la influencia de circRabep1 en la función de las células pancreáticas en la diabetes.

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La diabetes es un problema de salud serio que afecta a personas en todo el mundo. Ocurre cuando el cuerpo no puede manejar la glucosa, lo que lleva a niveles altos de azúcar en la sangre. Esta condición puede causar problemas duraderos en órganos vitales como los riñones, el corazón, el hígado, los ojos e incluso los pies. El cuerpo tiene problemas con la insulina, ya sea porque no produce suficiente o no la usa correctamente. Hay muchas razones por las que alguien podría desarrollar diabetes, como daño a las células que producen insulina o problemas con la producción de insulina. Recientemente, los científicos han descubierto muchas mutaciones genéticas relacionadas con la diabetes a través de estudios a gran escala.

CircRNA y su rol en la diabetes

Una área de interés en la investigación sobre la diabetes es un tipo de ARN llamado ARN circular, o circRNA. Estas son moléculas especiales formadas por un proceso donde una parte del pre-mRNA se conecta de extremo a extremo, creando un bucle. Los circRNAs se encuentran en muchos tejidos y se sabe que son estables, lo que significa que duran más en el cuerpo que los ARNs típicos. Pueden ayudar a controlar la expresión genética, pero muchas de sus funciones aún no se comprenden del todo.

Entre sus roles aceptados, los circRNAs pueden actuar como esponjas, absorbiendo otras moléculas llamadas microARNs (MiARNs) que regulan la expresión genética. También pueden ayudar con la transcripción, el proceso de hacer proteínas a partir de genes, y a veces incluso pueden ser traducidos en proteínas. Cuando los circRNAs no funcionan correctamente, puede llevar a problemas de salud, incluida la diabetes.

Estudios recientes han mostrado que circRNAs específicos se ven diferentes en las células cuando se tratan con una dieta alta en grasas, lo que puede ser un factor en la diabetes. Sin embargo, aún no sabemos cómo actúan la mayoría de los circRNAs en células relacionadas con la diabetes.

Enfoque de la investigación

Dado que los niveles de circRNAs pueden influir en cómo se regulan los genes en las células productoras de insulina durante el desarrollo de la diabetes, los investigadores realizaron un estudio. Buscaban circRNAs que se comportaran de manera diferente cuando las células se exponían a diferentes niveles de glucosa.

El estudio involucró un tipo de célula pancreática conocida como células βTC6. Estas células fueron tratadas con niveles de glucosa bajos o altos, y luego los investigadores buscaron circRNAs que mostraron cambios significativos en su expresión. De los resultados, se enfocaron en un circRNA específico llamado circRabep1.

Métodos usados en el estudio

Cultivo celular y tratamiento

Los investigadores usaron ratones machos jóvenes para aislar islotes pancreáticos, que contienen las células β productoras de insulina. Los islotes fueron tratados con medios específicos que contenían niveles de glucosa bajos o altos para preparar la isolación del ARN.

Análisis de ARN

Para analizar el ARN, primero lo extrajeron de las células y midieron su concentración. Luego utilizaron procesos específicos para amplificar y validar los circRNAs. Los investigadores también usaron tecnologías de secuenciación para identificar todos los circRNAs producidos bajo diferentes condiciones de glucosa.

Identificación de circRNAs expresados diferencialmente

Los investigadores encontraron más de 8000 circRNAs en las células βTC6. De estos, algunos eran específicos de glucosa baja mientras que otros eran específicos de glucosa alta, con algunos comunes a ambos tratamientos. Examinaron la abundancia de estos circRNAs y confirmaron sus estructuras circulares mediante pruebas adicionales.

Hallazgos sobre circRabep1

Entre los diversos circRNAs, circRabep1 se notó que era altamente abundante y disminuyó significativamente cuando las células se expusieron a alta glucosa. Los investigadores realizaron una serie de pruebas para confirmar la estabilidad de circRabep1, que permaneció intacto incluso ante condiciones que normalmente descomponen moléculas de ARN típicas.

Explorando la vía circRabep1-miARN-PTEN

La investigación mostró que circRabep1 podría influir en el crecimiento de las células β regulando un miARN específico, miR-335-3p. Este miARN puede dirigirse a un gen llamado PTEN, que se sabe que inhibe el crecimiento celular. Cuando los niveles de circRabep1 disminuyen en condiciones de alta glucosa, los niveles de miR-335-3p se vuelven más activos, lo que lleva a una disminución de la expresión de PTEN.

A través de experimentos adicionales, los investigadores validaron que circRabep1 efectivamente se une a miR-335-3p, demostrando que actúa como una esponja para el miARN. Esta unión ayuda a promover la expresión de PTEN, apoyando el crecimiento y la proliferación celular.

El rol de PTEN

PTEN es crucial ya que actúa como un freno en el crecimiento celular. Cuando los niveles de PTEN bajan, puede llevar a un aumento en el crecimiento celular, lo cual es deseable en ciertos contextos, como en la diabetes donde la función de las células β está comprometida. El estudio tenía como objetivo mostrar cómo circRabep1 puede ayudar a regular PTEN a través de su interacción con miR-335-3p.

Observaciones finales

La investigación sugiere que circRabep1 juega un papel esencial en mantener la función de las células β pancreáticas. En condiciones de alta glucosa, la disminución de circRabep1 lleva a un aumento de la actividad de miR-335-3p, que a su vez disminuye los niveles de PTEN. Esta vía tiene implicaciones para entender cómo apoyar la función de las células β en la diabetes.

Conclusión

Entender los mecanismos de circRNA como circRabep1 en la diabetes podría revelar nuevas posibles terapias. A medida que los investigadores continúan estudiando estos ARN, podrían desarrollar estrategias para mejorar la salud de las células β y contrarrestar los efectos de la diabetes. Esta investigación ofrece valiosas ideas sobre las relaciones entre circRNAs, miARNs y la expresión genética en el contexto del manejo de la diabetes.

El campo en expansión de la investigación sobre circRNA destaca su importancia más allá de los roles tradicionales de ARN, sugiriendo que podrían ser actores clave en enfermedades complejas como la diabetes. Más estudios podrían abrir el camino a enfoques innovadores para tratar o incluso prevenir la diabetes y sus complicaciones relacionadas.

Fuente original

Título: Glucose-regulated circular RNA Rabep1 regulates pancreatic beta-cell growth by modulating miR-335-3p/PTEN axis

Resumen: HighlightsO_LIIdentified circRNAs expressed in {beta}TC6 cell line C_LIO_LIFirst report identifying glucose-regulated circRNAs in pancreatic {beta}-cell C_LIO_LICircRabep1 regulates {beta}-cell growth by binding to miR-335-3p C_LI Circular RNAs (circRNAs) are a large family of closed-loop RNA molecules emerging as novel regulators of gene expression. Although several circRNAs are known to regulate various biological processes, the functions of most circRNAs expressed in pancreatic {beta}-cells remain to be discovered. Since short-term glucose treatment induces pancreatic {beta}-cell growth and promotes insulin production, we wanted to explore the role of glucose-regulated circRNAs in pancreatic {beta}-cell physiology. Our RNA-seq analysis identified more than 300 differentially expressed circRNAs in high-glucose compared to low-glucose treated {beta}TC6 cells. A subset of differentially expressed and abundant circRNAs was validated by various biochemical methods, including circular RNA Rabep1 (circRabep1). Moreover, the downregulation of circRabep1 in high glucose-treated {beta}TC6 cells suggested a possible function in {beta}-cell physiology. Furthermore, analysis of the circRabep1-miRNA-mRNA regulatory network discovered the association of circRabep1 with miR-335-3p, a suppressor of Pten expression. Importantly, inhibition of miRNA function by miR-335-3p inhibitor results in upregulation of PTEN levels, suppressing {beta}-cell growth and proliferation. Furthermore, silencing circRabep1 decreased PTEN expression by sponging miR-335-3p, promoting cell proliferation. We propose that the downregulation of circRabep1 in high-glucose treated {beta}-cell leads to an increase in {beta}-cell proliferation by suppressing PTEN expression through derepression of miR-335-3p. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=62 SRC="FIGDIR/small/600308v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (10K): [email protected]@1d3f3faorg.highwire.dtl.DTLVardef@36b476org.highwire.dtl.DTLVardef@181c7b4_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG O_FLOATNOGraphical AbstractC_FLOATNO Schematic showing the molecular function of glucose-regulated circRabep1 in pancreatic -cell growth by binding to miR-335-3p. C_FIG

Autores: Amaresh Chandra Panda, D. Das, S. Shyamal, S. S. Mishra, S. Sadhukhan

Última actualización: 2024-06-27 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600308

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600308.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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