Regulación de la captación de glucosa en astrocitos por el eje insulina / IGF-I

Resumen

La captura de glucosa cerebral ha sido objeto de estudio desde que se propuso a la glucosa como la principal fuente energética de las células neurales. Alteraciones en la captura de glucosa se encuentran asociadas a varias patologías neurológicas como la enfermedad de Alzheimer, Parkinson o epilepsia. El papel del eje Insulina/IGF-I, que regula la captura de glucosa periférica, no ha sido tenido en cuenta en la captura de glucosa cerebral, debido a la falta de evidencia en la participación de esta vía de señalización en la homeostasis de glucosa cerebral. En el presente trabajo se presenta evidencia del papel del eje Insulina/IGF-I en la captación de glucosa por parte de los astrocitos, determinada a través del análisis por citometría der flujo del consumo de un análogo fluorescente de la glucosa, el 6-NBDG. Además, a través del análisis de astrocitos donde se ha reducido la expresión del receptor de Insulina y de IGF-I usando ARNhc, se muestra que ambos receptores son esenciales para mantener la correcta captura de glucosa. Experimento In Vivo con microscopía confocal y 6-NBDG así como con tomografía por emisión de positrones en ratones donde se ha alterado la expresión de los receptores de Insulina o de IGF-I confirman la importancia de este sistema en la regulación de la captación de glucosas por parte de los astrocitos. También se muestra que alteraciones de la señalización del eje Insulina/IGF-I producen alteraciones en la captura de glucosa astrocitaria. Se determina que esta regulación ocurre a través de la interacción del receptor de IGF-I con el transportador facilitativo de glucosa 1 (GLUT1) y la localización en la membrana plasmática de estas proteínas mediada por la proteína interactuante con GAIP por el extremo C terminal (GIPC) usando citometría de flujo para medir la cantidad relativa de GLUT1 e IGF-IR que se encuentra en la membrana. GIPC es una proteína de andamiaje involucrada en la regulación del tráfico vesicular que interacciona con IGF-IR y GLUT1, pero no con el receptor de Insulina. Estas observaciones permiten proponer un nuevo papel para la Insulina, IGF-I y sus receptores en la homeostasis de glucosa en los astrocitos.