Η υπεργλυκαιμία είναι άμεσα συνδεδεμένη με την εκδήλωση διαβήτη και η
χρόνια έκθεση σε αυτή μπορεί να προκαλέσει βλάβες σε πολλαπλά όργανα. Η
καρδιά, και ειδικότερα το καρδιομυοκύτταρο, δέχεται πληθώρα ερεθισμάτων και η
απόκρισή του σε αυτά διαμορφώνει τη λειτουργία του οργάνου. Στρεσογόνες
καταστάσεις στις οποίες μπορεί να εκτεθεί η καρδιά περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων:
το μεταβολικό ή ενεργειακό στρες, το ωσμωτικό και το οξειδωτικό. Σε αυτές τις
συνθήκες ενεργοποιούνται μονοπάτια σηματοδότησης του στρες τα οποία είναι
εξελικτικά συντηρημένα και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της
ομοιόστασης και της προσαρμογής. Τέτοια μονοπάτια είναι το στρες του ΕΔ (ΣΕΔ), η
σηματοδότηση μέσω MAPKs, το οξειδωτικό στρες, τα μονοπάτια κυτταρικού
θανάτου και ο μηχανισμός της αυτοφαγίας.
Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της απόκρισης των κυττάρων
H9c2 σε συνθήκες υπεργλυκαιμίας, ως προς την επαγωγή ΣΕΔ, τη διερεύνησης της
ενεργοποίησης της p38 και της επαγωγής του μηχανισμού αυτοφαγίας. Παράλληλα,
θελήσαμε να εξετάσουμε την πιθανή καρδιοπροστατευτική δράση διαφόρων
παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του γνωστού αντιοξειδωτικού μελατονίνη και
του αναστολέα του Nf-κΒ, BAY-117082, στην κυτταρική επιβίωση, υπό τις ίδιες
συνθήκες.
Η επαγωγή του ΣΕΔ πιστοποιήθηκε μέσω του προσδιορισμού των επιπέδων
φωσφορυλίωσης του μεταφραστικού παράγοντα eIF2α καθώς και των πρωτεϊνικών
επιπέδων της ενδογενούς στο ΕΔ πρωτεΐνης-συνοδού BiP. Ειδικότερα,
παρατηρήθηκε αύξηση των επιπέδων αυτών των δεικτών. Η ενεργοποίηση του
μονοπατιού των MAPKs διαπιστώθηκε με τον προσδιορισμό της p38-MAPK, όπου
παρατηρήθηκε αύξηση των επιπέδων φωσφορυλίωσής της, ενώ η ενεργοποίηση του
μηχανισμού της αυτοφαγίας παρατηρήθηκε οπτικά με χρήση της χρωστικής acridine
orange και καταγράφηκε σε βίντεο καθώς κυλούσε ο χρόνος επίδρασης.
Καλλιέργεια των κυττάρων με το διάλυμα γλυκόζης και το αντιοξειδωτικό
μελατονινή είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της βιωσιμότητας του πληθυσμού των
κυττάρων, υποδηλώνοντας την ευεργετική της επίδραση. Επιπλέον, θετική επίδραση
στην βιωσιμότητα των κυττάρων είχε και η επίδραση με τον αναστολέα του Nf-κΒ,
BAY-117082, για την περίπτωση που στα κύτταρα προστέθηκε διάλυμα γλυκόζης 25
mM. Το ίδιο συμπέρασμα δεν προέκυψε και στην περίπτωση της επίδρασης του
BAY 117082 σε συνδυασμό με το διάλυμα γλυκόζης 50 mM.
(EL)
Hyperglycemia is directly linked to diabetes, and chronic exposure to it can
cause damage to multiple organs. The heart, and especially the cardiomyocyte,
receives a variety of stimuli and its response to them shapes the function of the
organ. Stressful situations to which the heart may be exposed include, but are not
limited to: metabolic or energy stress, osmotic and oxidative. In these conditions,
stress signaling pathways are activated, which are evolutionarily conserved and play
an important role in maintaining homeostasis and adaptation. Such pathways are ED
stress (ERS), MAPKs pathway, oxidative stress, cell death pathways, and the
mechanism of autophagy.
The aim of this study was to study the response of H9c2 cells to
hyperglycaemia conditions, in terms of ERS induction, investigation of p38 activation
and induction of autophagy. At the same time, we wanted to examine the potential
cardioprotective effect of several agents, including the well-known antioxidant
melatonin and the Nf-κB inhibitor, BAY-117082, on cell survival, under the same
conditions.
The induction of the ERS was certified by determining the phosphorylation
levels of the translation factor eIF2α as well as the protein levels of the endogenous
to the ED-resident chaperone BiP. In particular, there has been an increase in the
levels of these indicators. The activation of the MAPKs pathway was determined by
the identification of p38-MAPK, where an increase in its phosphorylation levels was
observed, while the activation of the autophagy mechanism was visually observed
using the pigment acridine orange and recorded on video as the time of effect
passed.
Cell culture with the glucose solution and the antioxidant melatonin resulted in
increased cell population viability, suggesting its beneficial effect. In addition, the Nf-
κB inhibitor, BAY-117082, had a positive effect on cell viability when 25 mM of
glucose solution was added to the cells. The same conclusion was not reached in
the case of the effect of BAY 117082 in combination with the 50 mM glucose
solution.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
