Ação protetora de metabólitos de proantocianidinas sob células β pancreáticas submetido a estresse oxidativo
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-03092025-110601/ |
Resumo: | Fenil-Gama-valerolactonas, os principais metabólitos derivados do metabolismo das proantocianidinas pela microbiota intestinal, apresentam propriedade de mitigar o estresse oxidativo e o processo inflamatório, melhorando a secreção de insulina das células β pancreáticas e a sensibilidade à insulina. No entanto, os mecanismos pelos quais esses efeitos ocorrem ainda são pouco compreendidos. Este estudo teve como objetivo investigar os mecanismos moleculares subjacentes aos efeitos protetores das fenil-y-valerolactonas nas células pancreáticas submetidas ao estresse oxidativo, usando uma abordagem transcriptômica. As células MIN6 foram tratadas com colesterol (320 μM), com ou sem a presença de dois metabólitos microbianos de proantocianidinas, a 5-(3,4,5-tri-hidroxifenil)-y-valerolactona (THFGVL) e 5-4- hidroxi-3-metoxifenil-y-valerolactona (HMGVL), nas concentrações de 2, 5 e 15 µM, por 6 horas. O RNA foi extraído e a análise de microarray foi realizada. A análise de enriquecimento de vias foi realizada usando GeneTrail 3, com fonte de dados dos bancos de dados KEGG, Biocarta e Wikipathways. Parâmetros oxidativos e secreção de insulina também foram analisados. O THFGVL reduziu a produção de H2O2, e a atividade das enzimas SOD e GPx, além de melhorar a secreção de insulina. O HMGVL melhorou a secreção de insulina. Um total de 3.475 genes diferencialmente expressos foram identificados em células tratadas com THFGVL e 1.397 genes em células tratadas com HMGVL. Esses genes estão envolvidos em vários processos, incluindo inflamação (ativação de IFN I e produção de citocina inflamatória, via de sinalização TGF beta, via de sinalização PI3K-AKT, processamento de interleucina-1, ativação de NFKB em células beta e sinalização de interleucina-7), metabolismo (absorção de carboidratos, resistência à insulina, secreção de insulina e senescência induzida por estresse oxidativo). Além disso, ambos os metabólitos regularam negativamente vários microRNAs (miR) envolvidos em vias inflamatórias e metabólicas, entre eles a miR-8114 e miR-137-3p, que estão associados à ativação da via NFKB; miR- 124a, quando inibido, aumenta a expressão de FOXA2, ativa a transcrição do gene da célula B e induz a expressão de Pdx1; e miR-103, quando inibido, contribui para a homeostase da insulina e da glicose. Além disso, miR-690 foi regulado positivamente e envolvido na melhora do estresse do retículo endoplasmático. Esses resultados sugerem que os metabólitos de proantocianidina protegem as células β pancreáticas do estresse induzido pelo colesterol e melhoram a função celular, modulando as vias relacionados ao estresse inflamatório e oxidativo promovido pelo colesterol. |
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Ação protetora de metabólitos de proantocianidinas sob células β pancreáticas submetido a estresse oxidativoProtective action of proanthocyanidin metabolites on pancreatic cells controlled by oxidative stressAnálise transcriptômicaCélulas Min6Estresse oxidativoFenil-γ-valerolactonaInsulin resistanceMin6 cellsOxidative stressPhenyl-γ-valerolactoneResistência insulínicaTranscriptomic analysisFenil-Gama-valerolactonas, os principais metabólitos derivados do metabolismo das proantocianidinas pela microbiota intestinal, apresentam propriedade de mitigar o estresse oxidativo e o processo inflamatório, melhorando a secreção de insulina das células β pancreáticas e a sensibilidade à insulina. No entanto, os mecanismos pelos quais esses efeitos ocorrem ainda são pouco compreendidos. Este estudo teve como objetivo investigar os mecanismos moleculares subjacentes aos efeitos protetores das fenil-y-valerolactonas nas células pancreáticas submetidas ao estresse oxidativo, usando uma abordagem transcriptômica. As células MIN6 foram tratadas com colesterol (320 μM), com ou sem a presença de dois metabólitos microbianos de proantocianidinas, a 5-(3,4,5-tri-hidroxifenil)-y-valerolactona (THFGVL) e 5-4- hidroxi-3-metoxifenil-y-valerolactona (HMGVL), nas concentrações de 2, 5 e 15 µM, por 6 horas. O RNA foi extraído e a análise de microarray foi realizada. A análise de enriquecimento de vias foi realizada usando GeneTrail 3, com fonte de dados dos bancos de dados KEGG, Biocarta e Wikipathways. Parâmetros oxidativos e secreção de insulina também foram analisados. O THFGVL reduziu a produção de H2O2, e a atividade das enzimas SOD e GPx, além de melhorar a secreção de insulina. O HMGVL melhorou a secreção de insulina. Um total de 3.475 genes diferencialmente expressos foram identificados em células tratadas com THFGVL e 1.397 genes em células tratadas com HMGVL. Esses genes estão envolvidos em vários processos, incluindo inflamação (ativação de IFN I e produção de citocina inflamatória, via de sinalização TGF beta, via de sinalização PI3K-AKT, processamento de interleucina-1, ativação de NFKB em células beta e sinalização de interleucina-7), metabolismo (absorção de carboidratos, resistência à insulina, secreção de insulina e senescência induzida por estresse oxidativo). Além disso, ambos os metabólitos regularam negativamente vários microRNAs (miR) envolvidos em vias inflamatórias e metabólicas, entre eles a miR-8114 e miR-137-3p, que estão associados à ativação da via NFKB; miR- 124a, quando inibido, aumenta a expressão de FOXA2, ativa a transcrição do gene da célula B e induz a expressão de Pdx1; e miR-103, quando inibido, contribui para a homeostase da insulina e da glicose. Além disso, miR-690 foi regulado positivamente e envolvido na melhora do estresse do retículo endoplasmático. Esses resultados sugerem que os metabólitos de proantocianidina protegem as células β pancreáticas do estresse induzido pelo colesterol e melhoram a função celular, modulando as vias relacionados ao estresse inflamatório e oxidativo promovido pelo colesterol.Phenyl-y-valerolactones, the main gut-derived metabolites of proanthocyanidins, have been shown to mitigate oxidative stress and inflammation, improving insulin secretion and insulin sensitivity. However, the mechanisms through which these effects occur are still poorly understood. This study aimed to investigate the molecular mechanisms underlying the protective effects of phenyl-y- valerolactones on pancreatic β-cells under oxidative stress conditions, using a transcriptomic analysis. MIN6 cells were treated with cholesterol (320 μM), with or without the presence of two metabolites, the 5-(3,4,5-trihydroxyphenyl)-y-valerolactone (THFGVL) and 5- 4-hydroxy-3-methoxyphenyl-y-valerolactone (HMGVL), at 2, 5 and 15 µM for 6 hours. RNA was extracted and microarray analysis was performed. Pathway enrichment analysis was performed using GeneTrail 3, with data source from KEGG, Biocarta, and Wikipathways databases. Oxidative parameters and insulin secretion were also analyzed. The THFGVL decreased H2O2, SOD, and GPx activities, and improved insulin secretion. Otherwise, HMGVL improved insulin secretion. A total of 3,475 genes differentially expressed were identified in cells treated with THFGVL and 1,397 genes in cells treated with HMGVL. These genes are involved with various processes, including inflammation (IFN I activation and inflammatory cytokine production, TGF beta signaling pathway, PI3K-AKT signaling pathway, interleukin-1 processing, NFKB activation in beta cells, and interleukin-7 signaling), and metabolism (carbohydrate uptake, insulin resistance, insulin secretion, and oxidative stress-induced senescence). Moreover, both metabolites downregulated several microRNAs (miR) involved in inflammatory and metabolic pathways, notably miR-8114 and miR-137-3p, which are linked to NFKB pathway activation; miR-124a, when inhibited, increases FOXA2 expression, activate B cell gene transcription and induces Pdx1 expression; and miR-103, when inhibited, contributes to insulin and glucose homeostasis. Additionally, miR-690 was upregulated and involved in ameliorating endoplasmic reticulum stress. These findings suggest that gut derived-metabolites of proanthocyanidin protect pancreatic β-cells from cholesterol-induced stress, and enhance cell function, by modulating inflammatory and oxidative stress pathways.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHassimotto, Neuza Mariko AymotoGouveia, Isabela Pereira2025-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-03092025-110601/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-10T19:18:03Zoai:teses.usp.br:tde-03092025-110601Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-10T19:18:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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