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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.42.2017.tde-16052017-145647
Document
Author
Full name
Isadora Clivatti Furigo
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Donato Júnior, José (President)
Felicio, Luciano Freitas
Festuccia, William Tadeu Lara
Franci, Celso Rodrigues
Soares, Carlos Roberto Jorge
Title in Portuguese
Estudo do mecanismo de ação da bromocriptina e de antagonistas de prolactina no tratamento do Diabetes Mellitus tipo 2 e da obesidade.
Keywords in Portuguese
Antagonista de prolactina
Bromocriptina
Diabetes Mellitus tipo 2
Hipotálamo
Prolactina
Abstract in Portuguese
Atualmente, é crescente o interesse em estudar o potencial do Sistema Nervoso Central (SNC) como alvo de medicamentos antidiabéticos, uma vez que ele possui receptores de insulina e desempenha papel crítico na regulação da homeostase glicêmica. Nesse sentido, o Cycloset® (mesilato de bromocriptina de liberação rápida), um medicamento de ação central aprovado nos Estados Unidos para o tratamento do DMT2, atende a essa tendência atual. Trabalhos prévios mostram efeitos benéficos da bromocriptina (Bromo) sobre a hiperglicemia e hiperlipidemia em modelos de animais obesos tratados com essa droga. Por ser um agonista dopaminérgico, um dos possíveis mecanismos de ação dessa droga pode ser bloqueando a liberação e produção de prolactina (Prl). Níveis elevados de prolactina na circulação sanguínea, observados tanto em indivíduos com prolactinomas como em pessoas tratadas com medicamentos que causam hiperprolactinemia, geram anormalidades no metabolismo de carboidratos e lipídeos, o que pode levar a um quadro de síndrome metabólica. Na presente tese, testamos a hipótese de que ao menos parte dos efeitos antidiabéticos da Bromo seja mediada pela inibição da secreção de prolactina. Avaliamos os efeitos do tratamento com Bromo em camundongos machos e fêmeas geneticamente obesos e resistentes à insulina (ob/ob), bem como testamos se os efeitos benéficos do medicamento seriam revertidos com a reposição de Prl. Machos tratados com Bromo apresentaram maior sensibilidade à insulina, enquanto que a reposição de Prl manteve os animais menos sensíveis, tais como os animais do grupo controle. As fêmeas tratadas com Bromo apresentaram tendência à melhora de sensibilidade à insulina, bem como foram mais tolerantes à glicose, sendo que a reposição de Prl em animais tratados com Bromo também reverteu o efeito benéfico do medicamento. Dessa forma, demonstramos que ao menos parte dos efeitos antidiabéticos da Bromo é mediada pela inibição da secreção basal de Prl. Em um segundo conjunto de experimentos, testamos se a administração de antagonistas de prolactina (G129R-hPrlR) em machos ob/ob, por vias centrais ou periféricas, produziria efeito antidiabético. Observamos que tanto o tratamento periférico como o central diminui a curva glicêmica dos animais em testes de tolerância à glicose e melhoram a sensibilidade à insulina, embora ainda não tenhamos obtido valores significativos devido a nossa amostragem. Por fim, investigamos se a ação da Prl sobre o metabolismo ocorre por meio da interação com o receptor de estrógeno alfa (ERα). Verificamos que receptores de prolactina e de ERα são expressos em áreas comuns no SNC e que variações nos níveis circulantes de estrógeno causam mudanças na sensibilidade à prolactina. Portanto, no presente trabalho, identificamos o possível mecanismo pelo qual a Bromocriptina promove melhorias no controle glicêmico e, de forma inédita, produzimos evidências que o uso de antagonistas de prolactina pode ter potencial no tratamento do DMT2.
Title in English
The study of the mechanisms of action of bromocriptine and prolactin antagonists to treat Type 2 Diabetes Mellitus and Obesity.
Keywords in English
Bromocriptine
Hypothalamus
Prolactin
Prolactin antagonists
Type 2 Diabetes Mellitus
Abstract in English
Type 2 Diabetes mellitus (T2DM) is a syndrome characterized by dysfunctions in the metabolism of glucose, amino acids and free fat acids. Although most of the drugs currently used to treat T2DM targets peripheral organs, a growing interest in studying the Central Nervous System (CNS) as a potential target of antidiabetic drugs is appearing. The CNS possesses insulin receptors and plays a critical role in regulating glucose homeostasis. In this sense, Cycloset® (quick release bromocriptine mesylate) a drug that acts on CNS, was recently approved in United States to treat T2DM. Previous studies have shown beneficial effects of bromocriptine (Bromo) on hyperglycemia and hyperlipidemia in obese animal models. As a dopaminergic agonist, a possible mechanism of action of this drug could be caused by a decreased prolactin (Prl) production and release. High serum prolactin levels, as observed in patients bearing prolactinomas or individuals using drugs that induce hyperprolactinemia, generate abnormalities in carbohydrate and lipid metabolism, which can lead to metabolic syndrome. In the current thesis, we tested the hypothesis that part of bromocriptine antidiabetic effects is due to an inhibition of prolactin secretion. We evaluated Bromo effects in genetically obese and insulin resistant male and female mouse (ob/ob), as well as we tested whether replacing Prl could reverse the beneficial effects of Bromo. Males treated with Bromo showed lower insulin resistence, whereas Prl replacement decreased insulin sensitivity. Females treated with Bromo showed tendency towards an improvement in their insulin sensitivity and glucose tolerance. Prl replacement also reversed the beneficial effects of Bromo in this group. Thus, we demonstrated that at least part of the antidiabetic effects of Bromo is due to inhibition of Prl secretion. In another set of experiments, we tested whether central or peripheral treatment with prolactin antagonists (G129R-hPrlR) causes antidiabetic effects in ob/ob male mice. Both peripheral and central treatment decreased the glycemic curve during glucose and insulin tolerance tests, although we still did not obtain statistically significant values with our sample size. Lastly, we investigated whether metabolic Prl action occurs due to a putative interaction with estrogen receptor alpha (ERα). We found a wide co-expression between Prl receptor and ERα in the CNS. Additionally, changes in estrogen levels decrease prolactin sensitivity. Therefore, in the present study we identified the possible mechanism by which bromocriptine promotes improvements in glycemic control, and for the first time, we obtained evidence that the use of prolactin antagonists can have a potential effect in the treatment of T2DM.
 
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Publishing Date
2017-05-16
 
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