Proliferación de células β pancreáticas en ratones diabéticos tratados con Cucurbita ficifolia Bouché Público Deposited

In Mexico, diabetes mellitus (DM) is one of the leading causes of death due to vascular complications that accompany it, reducing the life expectancy of the patients, and it is considered as a disease with excessive cost for prevention and control. It is estimated that the world has more than 346 million people with diabetes and in 2030 will become the seventh leading cause of death. The DM is characterized by a chronic state of hyperglycemia due to defects in the action and/or secretion of insulin, causing alterations in the metabolism of carbohydrates, lipids and proteins. In particular, type 2 diabetes (DT2) occurs mostly in adulthood and is characterized by resistance and decreased in the secretion of insulin, as resulted of progressive dysfunction of pancreatic β cells, which have a low capacity for regeneration. The cyclin-dependent kinase type 4 (CDK4), which is involved in the cell regeneration capacity, as well as in the growth and biosynthesis of insulin, which regulating cell cycle in the G1 phase, represents one of the most important markers of proliferation of the β cell. The high incidence, prevalence and mortality due to diabetes, as well as its vascular complications, have led to propose new pharmacological alternatives of treatment. Cucurbita ficifolia Bouché (C. ficifolia), a plant used empirically in the control of DT2 in Mexico, has shown hypoglycemic activity in clinical and experimental studies. In addition, some preliminary histological observations suggest the possibility of increased cell-β density in the islets of Langerhans of mouse pancreas. However, these observations require support through morphological and immuno-histochemical quantitative studies. In order to establish the basis for proposing to C.ficifolia like an alternative therapy with capacity of regenerate the pancreas, through the augmenting the proliferation of cells-β pancreatic, which may avoid the development of vascular complications, in the present research a morphological study was performed in liver, kidney and pancreas in normal and diabetic mice treated with C. ficifolia, quantifying the number of islets and its cellular density in pancreas. In addition, the effect on CDK4 (a cell proliferation marker) was evaluated, as well as on the serum concentrations of insulin in the same experimental model. The results showed that C. ficifolia reduces blood glucose levels, correcting some characteristic parameters of DT2. In addition, C. ficifolia increased insulin levels, as well as CDK4 in the pancreatic islets without altering the morphology of this organ. C. ficifolia treated of maintain the overall structure of the liver and kidney. C. ficifolia also modified the distribution of liver glycogen, suggesting that in the mechanism of action of the extract may be involved both the synthesis of insulin by CDK4 as the glycogen synthesis pathway. C. ficifolia may be considered a therapeutic alternative in the treatment of diabetes mellitus, with both liver hypoglycemic effect and pancreatic regenerator, which could slow the development of vascular complications and improve quality of life of patients with diabetes.

En México, la diabetes mellitus (DM) es una de las principales causas de muerte debido a las complicaciones vasculares que la acompañan, reduciendo la expectativa de vida de las personas que la padecen y ubicándose como una enfermedad con gastos excesivos en su prevención y control. Se estima que en el mundo hay más de 346 millones de adultos con diabetes y que en el 2030 se convertirá en la séptima causa de muerte. La DM caracteriza por un estado de hiperglucemia crónico debido a defectos en la acción y/o secreción de insulina, además de presentar alteraciones en el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. La diabetes tipo 2 (DT2) se presenta principalmente en edad adulta y se caracteriza por resistencia y disminución de la insulina, teniendo como consecuencia la disfunción progresiva de las células β del páncreas, las cuales tienen una baja capacidad de regeneración; sin embargo, hoy en día se tienen evidencias de la existencia de marcadores moleculares que regulan el ciclo de la célula β, como la cinasa tipo 4 dependiente de ciclina (CDK4), involucrada en la capacidad de regeneración, crecimiento y con la vía de síntesis de insulina, ya que se encuentra regulando la fase G1 de ciclo celular, representando uno de los marcadores más importantes de proliferación de la célula β. La importancia epidemiológica de la diabetes y el desarrollo de las complicaciones vasculares ha llevado a proponer nuevas alternativas farmacológicas que disminuyan dichas complicaciones. En México, una planta que se utiliza empíricamente en el control de la DT2 es Cucurbita ficifolia Bouché (C. ficifolia). Se tienen evidencias experimentales y clínicas acerca de su acción hipoglucemiante. Así mismo, algunas observaciones histológicas preliminares sugieren que C. ficifolia podría aumentar la densidad celular en los islotes de Langerhans del páncreas de ratón. Sin embargo, dichas observaciones requieren ser confirmadas a través de estudios morfológicos cuantitativos e inmunohistoquímicos más precisos. En el presente estudio se realizó un estudio morfológico en hígado, riñón y páncreas de ratones sanos y diabéticos tratados diariamente con C. ficifolia, cuantificando en este último órgano el número de islotes y su densidad celular. Además, se estudió el efecto sobre CDK4 (un marcador de proliferación celular), así como sobre las concentraciones séricas de insulina en el mismo modelo. Esto con la finalidad de conocer si C. ficifolia es capaz de incrementar la producción de insulina por un mecanismo que podría implicar regeneración de las células β pancreáticas. Los resultados mostraron que la administración de C. ficifolia a ratones sanos y diabéticos reduce los niveles de glucemia y corrige algunos parámetros característicos de DT2. Además, C. ficifolia incrementó las concentraciones de insulina, así como de CDK4 en los islotes pancreáticos, sin alterar la morfología de este órgano. C ficifolia tendió a mantener la estructura general del hígado y riñón. C. ficifolia modificó también la distribución del glucógeno hepático, sugiriendo que el mecanismo de acción de la planta podría estar mediado tanto por la síntesis de insulina a través de CDK4, como por la vía de síntesis de glucógeno. C. ficifolia representa una alternativa terapéutica para el tratamiento de la diabetes mellitus, con efecto hipoglucémico en hígado y regenerador pancreático, lo que potencialmente podría ayudar a un mejor control de la diabetes, previniendo el desarrollo de complicaciones vasculares y mejorando la calidad de vida de los pacientes.

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