O Diabetes Mellitus (DM) é uma doença crônica multifatorial, que resulta em diversas alterações metabólicas e moleculares, levando à hiperglicemia, característica marcante no diabetes, ocorrendo como consequência da resistência à insulina ou produção insuficiente da mesma. A resistência insulínica no diabetes do tipo 2 (DM2) está associada a uma produção desregulada de insulina pelas células β-pancreáticas, o que pode prejudicá-las e levá-las à morte. Nessa doença, várias vias de sinalização moleculares são alteradas, levando a um declínio metabólico. Com o objetivo de estudar o papel dessas vias no desenvolvimento do DM2, o presente estudo consistiu em analisar a expressão de genes e proteínas chaves envolvidas na via da insulina, bem como nas vias de resposta ao estresse oxidativo, reparo do DNA e vias inflamatórias em PBMCs (Peripheral blood mononuclear cells) de amostras de sangue de pacientes com DM2 (n = 12) em comparação ao grupo controle (n = 11). As amostras foram coletadas no hospital das clínicas (FMRP/USP). A média de idade dos pacientes com DM2 não diferiu daquela do grupo controle, mas os níveis glicêmicos, o IMC e valores de Hemoglobina glicada (HbA1c) diferiram significativamente entre os grupos. Os resultados das análises de expressão proteica revelaram um aumento significativo na expressão da SOD2 (p < 0,05), sugerindo uma ativação da resposta antioxidante mitocondrial no grupo de pacientes com DM2. Também foi observado um aumento significativo (p < 0,05) na expressão da proteína PARP1 em pacientes com DM2; como a PARP1 atua na iniciação de vias de reparo do DNA, os dados indicaram uma maior necessidade de reparo em pacientes com DM2. No entanto, não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos avaliados quanto à proteína TP53, da mesma forma que para as proteínas AKT total, pAKT e pPTEN, que atuam na via da insulina. No entanto, foi observado um aumento significativo (p<0,05) na expressão de pNF-κβ nos pacientes com DM2, indicando uma possível ativação das vias de inflamação. Além disso, não houve diferença significativa entre os grupos em relação à proteína pSAPK/JNK, que atua como sensor de estresse celular, recrutada em condições de estresse oxidativo. Nas análises de expressão gênica ao nível transcricional, foi observada redução significativa na expressão dos genes SOD1 e mTOR em PBMCs dos pacientes com DM2, sugerindo alterações no sistema antioxidante e na via de sinalização do metabolismo celular. No entanto, os genes essenciais da via da insulina (INSR, PI3K e AKT) não apresentaram diferenças significativas nos níveis de expressão entre os grupos estudados. Desta forma, os resultados obtidos das análises realizadas em PBMCs indicaram um aumento na expressão relativa de proteínas envolvidas na resposta ao estresse oxidativo mitocondrial (SOD2), reparo de danos no DNA (PARP1) e modulação da resposta inflamatória (pNF-κβ) em pacientes com DM2. Além disso, a análise da expressão relativa de genes (SOD1 e mTOR) ao nível transcricional sugeriram outras vias alteradas em DM2, ligadas ao sistema antioxidante e metabolismo celular. Assim, os resultados obtidos indicam a relevância em aprofundar pesquisas ao nível molecular para uma melhor compreensão dos elementos chaves da via da insulina e sua relação com outras vias da cascata de sinalização, cujas alterações levam ao desenvolvimento e progressão do DM2.

Diabetes Mellitus (DM) is a multifactorial chronic disease, which results in several metabolic and molecular changes, leading to hyperglycemia, a hallmark of diabetes, occurring as a result of insulin resistance or insufficient insulin production. Insulin resistance in type 2 diabetes (T2DM) is associated to deregulation in insulin production by pancreatic β cells, which can lead to β cell death. Several signaling pathways are altered in this disease, leading to a metabolic decline. In this work, the objective was to study the role of critical signaling pathways in T2DM development. The study consisted of analyzing the expression of key genes and proteins involved in the insulin pathway, as well as in cell responses to oxidative stress, DNA repair and inflammatory pathways in PBMCs (Peripheral blood mononuclear cells) from blood samples of T2DM patients (n = 12) compared to the control group (n = 11). Samples were collected at the Clinic Hospital (FMRP/USP). The mean age of patients with T2DM did not differ from that of the control group; however, glycemic levels, BMI and glycated hemoglobin (HbA1c) values differed significantly between the two groups. The results of protein expression assay revealed a significant increase in SOD2 expression (p < 0.05), suggesting an activation of the mitochondrial antioxidant response in patients with T2DM. A significant increase (p < 0.05) in PARP1 protein expression was also observed in patients with T2DM; as PARP1 acts in the initiation of DNA repair pathways, the data indicated a greater need for repair in patients with T2DM. However, no significant differences were found between the evaluated groups regarding the TP53 protein, as well as for the total AKT, pAKT and pPTEN proteins, which play roles in the insulin pathway. Although, a significant increase (p<0.05) in pNF-κβ expression was observed in T2DM patients, indicating a possible activation of inflammation pathways. Furthermore, there was no significant difference between the groups regarding the expression of pSAPK/JNK protein, which acts as a cellular stress sensor, recruited under conditions of oxidative stress. The gene expression assay at the transcriptional level revealed a significant reduction in the expression of SOD1 and mTOR genes in PBMCs from patients with T2DM, suggesting alterations in the antioxidant system and in the signaling pathway related to cellular metabolism. However, the essential genes participatin in the insulin pathway (INSR, PI3K and AKT) did not show significant differences between the studied groups. Therefore, the results obtained from the analyzes carried out on PBMCs indicated an increase in the relative expression of proteins involved in the response to mitochondrial oxidative stress (SOD2), DNA repair (PARP1) and modulation of the inflammatory response (pNF-κβ) in patients with DM2. In addition, the analysis of the relative transcript expression of SOD1 and mTOR genes suggested other altered pathways in T2DM, linked to the antioxidant system and cellular metabolism. As a whole, the results obtained indicate a need for further research at the molecular level for a better understanding of the key elements participating in the insulin pathway, their relationship with other pathways and implications of the molecular alterations in the development and progression of DM2.