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Title

Contribución de los factores GATA a la organogénesis pancreática y a la función del páncreas adulto

AuthorsCarrasco, Manuel
AdvisorRojas, Anabel
Issue Date2016
PublisherUniversidad Pablo de Olavide
CSIC-JA-UPO-USE - Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER)
AbstractLa agenesia pancreática es una patología causada por defectos durante el desarrollo embrionario. En humanos, son pocos los genes que se han relacionado con la agenesia pancreática, como es el caso de los genes PDX1 y PTF1A. Recientemente, se ha descubierto que mutaciones en el gen GATA6 son las responsables de la mitad de los casos de agenesia pancreática registrados en humanos. Por su parte, también se han vinculado mutaciones de novo en el locus de GATA4 con casos de diabetes neonatal e infantil, con un amplio espectro de fenotipos que incluye también un caso de agenesia pancreática. En ratones, los miembros de la familia GATA, Gata4 y Gata6, se expresan en tejidos derivados del endodermo, incluyendo el páncreas. En esta tesis se investiga el papel de los factores GATA durante la organogénesis pancreática mediante la inactivación condicional de Gata4 y Gata6 en el páncreas. Nuestros resultados muestran que la inactivación individual de cada uno de los genes no tiene ningún efecto en la formación del páncreas. Sin embargo, la inactivación conjunta de Gata4 y Gata6 en el endodermo pancreático causa agenesia pancreática severa, lo que indica una redundancia en la función de estos factores en la organogénesis pancreática. Estos ratones dobles mutantes Gata4/Gata6 nacen sin tejido pancreático, exhiben una hiperglucemia elevada y mueren a las pocas horas del nacimiento. La causa de esta agenesia aparece durante el desarrollo embrionario, en la fase de formación de los progenitores multipotentes del páncreas. Defectos en la proliferación, expansión y morfogénesis del páncreas embrionario podrían ser la causa del bloqueo en la diferenciación endocrina y exocrina de los progenitores pancreáticos deficientes en GATA4 y GATA6.
La disminución del número de progenitores multipotentes incluye una reducción del número de células que expresan el factor de transcripción pancreático PDX1. Este trabajo muestra el papel de los factores GATA en la activación transcripcional de este gen clave en el desarrollo y la función del páncreas. Esta activación transcripcional de Pdx1 por factores GATA es directa a través de sitios de unión GATA que se encuentran en las regiones reguladoras de Pdx1 que dirigen su expresión en estadios tempranos del desarrollo. Todos estos resultados colocan a los factores GATA en la cima de la red transcripcional que controla la organogénesis pancreática. Nuestros estudios han mostrado que, además de en la formación del páncreas, los factores GATA también juegan un papel importante en la función del páncreas adulto. Los ratones Gata6 knockout muestran defectos tanto en la función exocrina como en la endocrina en estadio adulto. En modelos de pancreatitis inducidos por ceruleína, nuestros resultados muestran que los ratones Gata6 KO tienen defectos en la regeneración exocrina. Estos ratones también tienen deficiencias en la función endocrina, y desarrollan intolerancia a la glucosa cuando envejecen (más de 32 semanas de edad). Los defectos en el metabolismo de la glucosa de estos ratones sugieren defectos en la ruta de secreción de la insulina en la célula ß, probablemente en el transportador de la glucosa GLUT-2. Las conclusiones de esta tesis son: 1.La inactivación individual de los genes Gata4 o Gata6 en el endodermo pancreático no afecta al desarrollo embrionario del páncreas en modelos de ratón knockout condicional. 2.La inactivación conjunta de Gata4 y Gata6 produce agenesia pancreática, lo que indica que en ratones estos dos factores transcripcionales son funcionalmente redundantes. 3.En ausencia de GATA4 y GATA6, las células del epitelio pancreático presentan defectos de proliferación y la expansión del árbol epitelial pancreático queda interrumpida en los estadios intermedios del desarrollo pancreático. 4.El proceso de diferenciación de los progenitores pancreáticos está bloqueado en ausencia de GATA4 y GATA6. 5.GATA4 y GATA6 son necesarios para mantener la identidad de los progenitores
pancreáticos. En ausencia de estos factores se induce la expresión de marcadores hepáticos en el epitelio pancreático. 6.El área III de la secuencia reguladora del gen Pdx1 contiene dos sitios altamente conservados en humanos y ratones. Estos sitios son reconocidos por los factores GATA4 y GATA6 en ensayos de unión in vitro y en experimentos de inmunoprecipitación de cromatina en la línea celular mPAC. 7.Los dos sitios de unión para factores GATA presentes en el área III del promotor de Pdx1 son necesarios para la activación transcripcional en líneas celulares y en ratones transgénicos, lo que indica una regulación directa de Pdx1 por factores GATA. 8.GATA6 es necesario para la correcta regeneración del páncreas exocrino tras la inducción de pancreatitis mediada por ceruleína en ratones adultos. 9.Los ratones deficientes en GATA6 desarrollan intolerancia a la glucosa a partir del quinto mes de vida, indicando un papel de este factor en el metabolismo de la glucosa.
DescriptionMemoria presentada por D. Manuel Carrasco Fernández para optar al grado de Doctor por la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/166157
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