Terapia Epigenómica en la Diabetes Mellitus tipo 2

Tema

• “Epigenética y Diabetes” y Modelo Epigenético DE Diabetes Mellitus Tipo 2

Mecanismo epigenómico tratado

• Metilación del ADN y acetilación de las histonas

Cómo se lo hizo   

• Las histonas son proteínas básicas que facilitan el empaquetamiento del DNA dentro del núcleo y la regulación de la expresión génica en las células. La regulación epigenética de la expresión génica a través de las colas N-terminales de las histonas también está mediada por modificaciones.
• El gen TXNIP participa en la regulación de los estados redox. Está relacionado con la resistencia a la insulina y el aumento de la glucogénesis hepática. Inducido por el aumento de los niveles de glucosa en sangre, regula los niveles de apoptosis e inflamación de las células. 

Resultados

• Existen múltiples tratamientos para la diabetes mellitus; entre ellos se encuentra la familia de los inhibidores de la dipeptidil peptidasa-4 (DPP-4), también conocidas como CD26. El péptido diana representativo es el GLP-1 (péptido similar al glucagón). Su inactivación está presente en el desarrollo de intolerancia a la glucosa y diabetes mellitus. 
• Se han dilucidado las posibles causas del síndrome metabólico por alteraciones epigenéticas intraútero de genes implicados en el metabolismo energético (PPARy y PPARα), miRNAs, y desacetilación de histonas. Todas estas investigaciones continúan proporcionando nuevas 

Referencias 

• González L. “Epigenética y Diabetes” [Internet]. Uvadoc.uva.es. 2018 [cited 13 January 2020]. Available from: http://uvadoc.uva.es/bitstream/handle/10324/29295/TFG-M-M1090.pdf?sequence=9&isAllowed=y
• Gudiel M. Modelo Epigenético DE Diabetes Mellitus Tipo 2 [Internet]. Repositorio.usac.edu.gt. 2015 [cited 13 January 2020]. Available from: http://www.repositorio.usac.edu.gt/790/1/TESIS.pdf

Un ejemplo de Técnicas de Edición de Acidos Nucléicos en Diabates

Tipo de Edición

• In vivo

Dirigido hacia

• ARN, evaluando GLP-1, leptina y adiponectina como genes diana para la terapia génica

Dirigido por

• CRISPR- Cas9-sgRNA ( NL @ Cas-RNP)

Órgano a tratar 

• Hígado y riñones, aumentando la cantidad de receptores GLP-I

Vía de administración 

• Parenteral

Resultados a corto, mediano y largo plazo

• Anormalidades de la diabetes característicos como resistencia a la insulina, hiperglucemia, obesidad y esteatosis hepática.
• Se prevé que las técnicas CRIPSR / Cas tienen el potencial futurista para proporcionar terapias de largo, más beneficioso, rentable y libre de efectos secundarios personalizados para este entrante de la humanidad plaga inquietante.

Khan, Sikandar, 2019/09/23, Type-2 Diabetes and Gene Therapy: The Promise of CRISPR Gene Therapy in type-2 Diabetes Mellitus, Journal Of Obesity Management

https://www.researchgate.net/publication/335985061_Type-2_Diabetes_and_Gene_Therapy_The_Promise_of_CRISPR_Gene_Therapy_in_type-2_Diabetes_Mellitus

Un ejemplo de Terapia Regenerativa o Terapia Celular

Tipo de Stem Cell

• Células madre mesenquimales derivadas de jalea de Wharton (WJ-MSC) 

Método de obtención

• Las WJ-MSC fueron proporcionadas por el Banco de células madre mesenquimales del cordón umbilical humano (Shandong, China). Se obtuvieron cordones umbilicales de madres sanas de fetos sanos a término sin antecedentes familiares de DM y sin antecedentes de cáncer, VHB, VHC, VIH, virus de Epstein-Barr (VEB), citomegalovirus (CMV) o sífilis detectada en suero.

Vía de administración

• Se les administraron dos infusiones WJ-MSC a través de las venas en el dorso de la mano (via parenteral)

Resultados a corto,mediano y largo plazo

• Durante el período de seguimiento, el IMC de los pacientes en el grupo I disminuyó marginalmente, mientras que se detectó un aumento gradual en el IMC de los pacientes del grupo II durante los períodos de seguimiento. A pesar de esto, las diferencias en el IMC entre los dos grupos no fueron significativas. Estos resultados sugirieron que la infusión de WJ-MSC no afecta el IMC de los pacientes con DM2.

Referencias:

Jianxia Hu, Long term effect and safety of Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells on type 2 diabetes
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4997981/

https://www.nature.com/articles/nature08894

Ejemplo de transgenico en la Diabetes

Los ratones transgénicos  de tipo KO se han utilizado para crear modelos específicos de diabetes tipo 1 y tipo 2, incluidos los ratones hIAPP, los ratones humanizados con aspectos del sistema inmunitario humano y los ratones que permiten la ablación condicional de las células beta que expresan una secuencia inversa del ARNm del GHSR, la disminución en los niveles de la proteína del GHS-R en el núcleo arqueado del hipotálamo se asoció con menor peso corporal, menor cantidad de tejido adiposo y menor ingesta de alimento que en el grupo control.
En ratones en que se anuló el gen de ghrelina (ghrl -/-) mediante una micro inyeccion y que recibieron una dieta alta en grasa, se observó una disminución del cociente respiratorio lo cual indica una mayor utilización de grasa como sustrato energético.

5 Desventajas de los Transgénicos 

• Proliferación de productos con nivel nutricional reducido.
• Resistencia a antibióticos
• Efectos secundarios de fármacos transgénicos (Alergias)
• Mayor contaminación química
• Recombinación de virus y bacterias puede originar nuevas enfermedades.

5 Ventajas de los Transgénicos 

• Mediante animales transgénicos permiten el estudio enfermedades.
• Posibilidad de incorporar características nutricionales en alimentos, fármacos y vacunas
•Reducción de productos químicos y mejor produccion agricola.
• Desarrollo de plantas resistentes a sequia, a climas adversos.
• Mejoramiento de cultivos, fármacos  

Referencia
Ghrelina, un péptido modulador del metabolismo energético. UNAM, 
https://www.medigraphic.com/pdfs/endoc/er-2007/er073d.pdf

El uso de modelos animales en la investigación de la diabetes. Aileen JF King

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3417415/

ADN recombinante artificial en la Diabetes

la insulina: los genes de las cadenas A y B de la insulina se clonan por separado en plásmidos; en ambos casos los fragmentos están fusionados a la β-galactosidasa (X-Gal), cada plásmido se introduce en 'E. coli' y la maquinaria de transcripción y traducción producen las cadenas A y B de la insulina que están unidas a la X-Gal por un residuo de metionina, se purifican ambas proteínas y se añade BrCN, la cual destruye la metionina, dejando libres las cadenas de insulina, obteniendo la insulina en su forma final.

REFERENCIAS 

Obtenido de : kuxulkab, Revista de divulgación científica

http://www.revistas.ujat.mx/index.php/kuxulkab/article/view/2627/2062

Recombinación de Ácidos Nucleicos en la Naturaleza

La recombinación consiste en la producción de nuevas combinaciones genéticas a partir de las generadas inicialmente por la anterior generación.

Conjugación: transferencia del material hereditario (ADN) de una bacteria a otra.

Referencias
Universidad de Granada

https://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/18conjuga.htm

PCR de metilacion en DM tipo 2

La alteración de la secreción de insulina es un sello distintivo de la diabetes tipo 2 (T2D). La epigenética puede afectar la susceptibilidad a la enfermedad. Para describir el metiloma humano en islotes pancreáticos y determinar la base epigenética de T2D, analizamos la metilación del ADN de 479,927 sitios CpG y el transcriptoma en islotes pancreáticos de T2D y donantes no diabéticos. 







Dayeh, T., Volkov, P., Salö, S., Hall, E., Nilsson, E., Olsson, AH,… Ling, C. (2014). El análisis de metilación del ADN de todo el genoma de islotes pancreáticos humanos de donantes diabéticos y no diabéticos tipo 2 identifica genes candidatos que influyen en la secreción de insulina. Genética PLoS , 10 (3), e1004160. doi: 10.1371 / journal.pgen.1004160

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3945174/