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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.9.2013.tde-26042013-153329
Documento
Autor
Nome completo
Silvia Tchernin Himelfarb
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Hirata, Mario Hiroyuki (Presidente)
Bertolami, Marcelo Chiara
Martinez, Maria Jose Brion
Passarelli, Marisa
Rodrigues, Alice Cristina
Título em português
Efeito da pioglitazona sobre o remodelamento ósseo em diabetes tipo 2
Palavras-chave em português
Diabetes tipo 2
ESRI
Expressão gênica
Farmacogenética
OPG
Pioglitazona
PPARG
RANK
RANKL
VDR
Resumo em português
Alterações morfológicas no tecido ósseo têm sido descritas nos usuários de hipoglicemiantes orais da classe das tiazolidinedionas (TZDs). Hipotetiza-se que alguns genes relacionados com a osteogênese e osteoclastogênese podem ser influenciados pelo tratamento farmacológico, entretanto, o exato mecanismo ainda não está bem esclarecido. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da pioglitazona no remodelamento ósseo através de genes envolvidos na osteoclastogênese em indivíduos recentemente diagnosticados com DM2 e modelos animais, com a finalidade de identificar marcadores genéticos sensíveis de alterações ósseas. Foram convidados para participar do estudo 199 indivíduos (100 diabéticos e 99 normoglicêmicos), no ambulatório de dislipidemias do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Os indivíduos diabéticos foram tratados com pioglitazona (15, 30, 45, 45 mg/ dia/ via oral) por 16 semanas. Foram colhidas amostras de sangue, antes e após o tratamento para avaliações laboratoriais, extração de DNA genômico e de RNA total. Os polimorfismos e a expressão do mRNA nas células sanguíneas foram determinados pela PCR em tempo real através do sistema TaqMan®. Para o estudo em modelo animal após a indução da dieta hiperlipídica por 32 semanas, foram utilizados 12 camundongos machos da linhagem C57BL/J6, os quais foram divididos em três grupos: controle (n=4); diabéticos induzidos pela dieta hiperlipídica (DH, n=4) e diabéticos induzidos pela dieta hiperlipídica e tratados com pioglitazona 35mg/Kg/dia por 16 semanas (DHP, n=4). Para os grupos experimentais foram colhidos: amostras de sangue, para exames laboratoriais; fêmures, para a extração do RNA total; e tíbias, para determinação dos parâmetros histomorfométricos. Os pacientes DM2 apresentaram diminuição nas concentrações séricas de osteocalcina e na expressão de OPG e aumento na expressão de VDR em comparação ao grupo NG (p<0,05). A expressão de RANKL e IL6 foi maior entre as mulheres, enquanto que a expressão de PPARG foi maior entre os homens com DM2 em comparação ao grupo NG (p=0,032). Pacientes DM2 antes do tratamento apresentaram glicemia e expressão do mRNA de IL6 negativamente associados ao cálcio ionizado, enquanto que as transcrições de TNFA e VDR foram associadas positivamente e negativamente com bALP respectivamente (p<0,05). O tratamento com pioglitazona reduziu a glicemia de jejum, glicemia pós-prandial, insulina, HOMA-IR, triglicerídeos, VLDL-C, tALP e bALP e aumentou a HDL, tACP, TNF-α e a transcrição de OPG (p<0,05). A glicemia basal associou-se positivamente com o cálcio ionizado. A expressão basal de OPG foi associado negativamente com tALP, enquanto que a expressão basal de TNFA foi associada positivamente com tALP e negativamente com tACP. A expressão basal IL6 foi associada positivamente com tALP, enquanto que a expressão basal de VDR foi associada negativamente com osteocalcina e positivamente com bALP em resposta ao tratamento (p<0,05). O polimorfismo RANK rs1805034 foi associado com redução na transcrição do gene RANK nos indivíduos DM2 e com o remodelamento ósseo após o tratamento com pioglitazona (p<0,05). O polimorfismo RANKL rs9525641 foi associado com aumento da transcrição gênica de RANKL nos indivíduos NG e DM2 e melhora da resposta farmacológica nos indivíduos DM2 tratados com pioglitazona (p<0,05). O polimorfismo rs3102735 do gene OPG foi associado com aumento da formação óssea nos indivíduos DM2 antes e após o tratamento (p<0,05). O genótipo CG do polimorfismo OPG rs2073618 foi associado com alteração da transcrição de OPG no grupo DM2 pré e pós-tratamento (p<0,05). O polimorfismo PPARG rs1801282 foi associado com menor risco para o desenvolvimento de diabetes (p<0,05). O polimorfismo PPARG rs2972162 foi associado com melhora da resistência insulínica nos indivíduos DM2 tratados com pioglitazona (p=0,017). O polimorfismo ESRI rs9340799 foi associado com redução da formação óssea nos indivíduos DM2 (p=0,038). Nos camundongos, após a indução da dieta hiperlipídica por 32 semanas, observou-se aumento do peso, da glicemia, do colesterol total, da expressão do mRNA de RANK, RANKL, IL6 e TNFA em fêmures e aumento de Tb.Sp e diminuição de BV/TV em comparação ao grupo controle (p<0,05). O tratamento com pioglitazona diminuiu a expressão de TNFA (p=0,028). As medidas histomorfométricas não alteraram-se após o tratamento (p>0,05). Os resultados sugerem que o estado hiperglicêmico e o tratamento influenciam os marcadores bioquímicos e moleculares. Os polimorfismos dos genes RANK, RANKL, OPG e ESRI parecem estar envolvidos no remodelamento ósseo independentemente da hiperglicemia e do tratamento e os polimorfismos do gene PPARG parecem estar envolvidos com menor risco para desenvolver diabetes e com a melhora da resistência insulínica em resposta ao tratamento com pioglitazona.
Título em inglês
Pioglitazone effect on bone remodeling in type 2 diabetes
Palavras-chave em inglês
ESRI.
Gene expression
OPG
Pharmacogenetics
Pioglitazone
PPARG
RANK
RANKL
Type 2 diabetes
VDR
Resumo em inglês
Morphological changes in bone tissue have been reported in users of oral hypoglycemic class of thiazolidinediones (TZDs). It is hypothesized that some genes related to osteogenesis and osteoclastogenesis may be influenced by pharmacological treatment, however, was not aware exact mechanism. The study aims was to evaluate pioglitazone effect on bone remodeling through genes involved in osteoclastogenesis in individuals newly diagnosed with DM2 and animal models, in order to identify sensibles genetics markers of bone alterations. Were invited to participate in study 199 patients (100 diabetics and 99 normoglycemic), in dyslipidemia ambulatory of Institute Dante Pazzanese of Cardiology. Diabetic subjects were treated with pioglitazone (15, 30, 45 or 45 mg /day/oral) for 16 weeks. Blood samples were collected before and after treatment for laboratory evaluations, extraction of genomic DNA and total RNA. Polymorphisms and mRNA expression in blood cells was determined by real time PCR using TaqMan® system. For study in animal model after 32 weeks of fat diet induction, was used 12 male mice C57BL/J6, which were divided into three groups: control (n=4); induced diabetic fat diet (DH, n=4) and induced diabetic fat diet and treated with pioglitazone 35mg/Kg/day for 16 weeks (DHP, n=4). For experimental groups were collected: blood samples for laboratory tests; femurs, for extraction of total RNA; and tibias, to determine histomorphometric parameters. DM2 patients showed decrease in serum osteocalcin and OPG expression and increased VDR expression compared to NG group (p<0.05). RANKL and IL6 expression were higher among women, whereas PPARG expression was higher among men with DM2 compared to NG group (p=0,032). DM2 patients before treatment showed blood glucose and IL6 mRNA expression negatively associated with ionized calcium, whereas TNFA and VDR transcription are positively and negatively associated with bALP respectively (p<0.05). Pioglitazone treatment reduced fasting glucose, postprandial glucose, insulin, HOMA-IR, triglycerides, VLDL-C, tALP and bALP and increased HDL, tACP, TNF-α and OPG transcription (p<0.05). Basal blood glucose was positively associated with ionized calcium. Basal OPG expression was negatively associated with tALP, whereas basal TNFA expression was positively associated with tALP and negatively with tACP. Basal IL6 expression was positively associated with tALP, whereas basal VDR expression was negatively associated with osteocalcin and positively with bALP in response to treatment (p<0.05). RANK rs1805034 polymorphism was associated with RANK gene transcription reduction in subjects with DM2 and bone remodeling after treatment with pioglitazone (p<0.05). RANKL rs9525641 polymorphism was associated with increased RANKL gene transcription in NG and DM2 subjects and pharmacological response improvement in DM2 subjects treated with pioglitazone (p<0.05). OPG rs3102735polymorphism was associated with increased bone formation in DM2 subjects before and after treatment (p<0.05). CG genotype of OPG rs2073618 polymorphism was associated with OPG transcription change in DM2 group before and after treatment (p<0.05). PPARG rs1801282 polymorphism was associated with lower risk for diabetes development (p<0.05). PPARG rs2972162 polymorphism was associated with insulin resistance improvement in DM2 subjects treated with pioglitazone (p=0,017). ESRI rs9340799 polymorphism was associated with reduced bone formation in DM2 subjects (p=0,038). In mice, after 32 weeks of fat diet induction, was observed increase weight, blood glucose, total cholesterol and RANK, RANKL, IL6 and TNFA mRNA expression in femurs and Tb.Sp increase and BV/TV decrease compared to control group (p<0.05). Treatment with pioglitazone decrease TNFA (p=0,028). Histomorphometrics measurements not change after treatment (p>0.05). Results suggest that hyperglycemic state and treatment influence biochemical and molecular markers. RANK, RANKL, OPG and ESRI polymorphisms seens to be involved in bone remodeling regardless of hyperglycemia and treatment and PPARG gene polymorphisms seens to be associated with lower risk for diabetes development and with insulin resistance improvement in response to treatment with pioglitazone.
 
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Data de Publicação
2013-06-26
 
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