The role of endocrine disruption in the regulation of pancreatic beta cell activity: a toxicogenomical approach

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Paulo
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/24667
Resumo: Dissertação de mestrado em Bioquímica, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
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spelling The role of endocrine disruption in the regulation of pancreatic beta cell activity: a toxicogenomical approachDissertação de mestrado em Bioquímica, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.A exposição a niveis reduzidos de disruptores endocrinos é uma questão relevante. Existe uma ubiquidade destes EDCs no ambiente e a detecção frequente da sua presença em exames ao sangue e urina de diversas populações. A omnipresença das exposições combinada com um risco elevado para a saúde devido a uma sensibilidade a níveis reduzidos destes EDCs irá afectar a saúde de várias gerações. O Bisfenol A é um pequena molécula utilizada em reacções de polimerização para a produção de plásticos policarbonatos, resinas e outros polímeros usados no fabrico de utensílios plásticos e hoje em dia encontra-se entre os químicos mais produzidos no planeta. Num processo denominado “leaching”, o BPA tem a capacidade de se infiltrar no conteúdo dos seus recipientes (comida, água) e em partículas de pó, providenciando uma ampla possibilidade de entrada em sistemas fisiológicos. Num estudo realizado pelo CDC no qual participaram mais de 2500 indivíduos verificou-se que 92.6% dos indivíduos possuíam níveis detectáveis de BPA na urina, sendo que os níveis médios ajustados variavam com a idade, sendo reportado como 4.5ng/ml em crianças, 3.0ng/ml em adolescentes e 2.5ng/mlem adultos. A exposição ao BPA encontra-se associada a múltiplas doenças em diversos sistemas biológicos, sendo que, estudos recentes atribuem a esta exposição um papel relevante no desenvolvimento de obesidade, resistência à insulina e subsequentemente o aparecimento de Diabetes Mellitus. Neste trabalho, avaliamos o papel da disrupção endócrina na regulação da actividade de células β-pancreáticas. Para esta análise foi realizada uma avaliação do efeito do BPA a uma concentração de 1 nM em Islets de Langerhans de murganho, MEF e hepatócitos, devido ao papel que cada um destes tipos celulares desempenha ao nível homeostasia do organismo, através duma abordagem de avaliação transcriptómica. A análise dos microarrays permitiu inferir que após uma exposição de 48 horas a uma concentração de 1nM o BPA causou a desregulação de um pequeno grupo de genes relacionados com a fosforilação oxidativa e disfunção mitocondrial, especificamente em β-Islets. Portanto foi decidido avaliar se existiria um efeito na viabilidade celular, produção de ATP e a apoptose ao nível celular singular (através de Imunofluorescência), tendo os resultados revelado reduções de viabilidade celular e produção de ATP e a presença de sinal apoptótico com as mesmas condições de tratamento. Por fim, após a verificação do aumento da expressão do gene pró-apoptótico Bax foi realizado um pré-tratamento com possíveis inibidores de vias apoptóticas com intuito de descobrir através da qual o BPA actua, e uma nova verificação da expressão do Bax foi realizada, sendo que apenas o inibidor selectivo BMS-345541 causou uma diminuição da expressão do Bax, sugerindo uma acção que passa através no factor de transcrição NFkb. Pudemos concluir que os resultados obtidos são consistentes com a associação entre a exposição ao BPA e o desenvolvimento de diabetes que se encontra descrito na literatura uma vez que a exposição a uma dose de 1 nM de BPA promoveu a apoptose em β-Islets de murganhoExposure to low levels of EDCs may be of concern. There is a ubiquitous presence of EDCs in today's environment and a frequent detection of their presence in blood and urine during population surveys. The near omnipresence of the exposures combined with the nontrivial potential health effects due to a sensitivity to low levels of EDCs will directly influence the health of current and future populations. Bisphenol A is a small molecule which is used as a monomer in polymerization reaction to produce polycarbonate plastics, epoxy resins and other polymer materials for manufacturing plastic utensils and is among the highest-production-volume chemicals in the world. In a process commonly referred to as “leaching”, BPA seeps into the contents of various food and water packages and into dust particles, providing ample entry ways for BPA into physiological systems of animals and humans. Measurements by the CDC revealed detectable levels of BPA in the urine samples of 92.6% of more than 2500 participants of the cross sectional NHANES study, with the adjusted mean BPA levels being reported at 4.5 ng/ml in children, 3.0 ng/ml in adolescents and 2.5 ng/ml in adults. BPA exposure is associated with multiple diseases within multiple biological systems, with recent studies, especially regarding model-animals suggesting that BPA exposure may have a significant role in the development of obesity, insulin resistance, and subsequently have relevance in the development of diabetes mellitus. In this work we evaluated the role of endocrine disruption in the regulation of pancreatic beta cell activity. For that we analyzed the effect of BPA at the concentration of 1 nM on mouse pancreatic Islets of Langerhans, mouse embryonic fibroblast (MEF) and hepatocytes, given the specific role that each of this cellular types may have in the homeostasis of the organism, through an transcriptomical approach. Through the analysis of the microarray data we were able to conclude that at 48 hours BPA at the concentration of 1 nM was able to deregulate the expression of a small group of genes, related to oxidative phosphorylation and mitochondrial dysfunction, specifically in β-Islets. Given this information it was decided to access the cellular viability and ATP production and the apoptosis at the singular cell level with the same treatment conditions, and our data showed that there is reduction of the cellular viability and ATP production and the apoptosis signal was visible through IF. Finally after an ix analysis of the expression of Bax that was significantly up-regulated. A preliminary treatment with possible inhibitors of the apoptosis promoted by BPA was prepared and the Bax expression was evaluated. Surprisingly there was an inhibition of the expression of Bax when the IKK inhibitor BMS-345541 was used, suggesting a possible pathway for the promotion of apoptosis by BPA that goes through the NFkB. Since BPA showed a role in the promotion of apoptosis in mouse β-Islets. we could conclude that our results were consistent with the association between the development of Diabetes and the exposition to environmentally relevant doses of BPA present in literature.2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/24667http://hdl.handle.net/10316/24667TID:201669382engAlmeida, Pauloinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-01-20T17:48:55Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/24667Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:55:22.334126Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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