Efecto de FGF21 la translocación de transportadores de glucosa GLUT4 en la membrana plasmática de miotubos L6-GLUT4MYC

Abstract

INTRODUCCIÓN. La regulación homeostática de los niveles de glucosa en plasma depende de la interacción de distintos órganos de nuestro cuerpo, entre los cuales destaca el músculo esquelético. La captación de glucosa en el músculo es un proceso de difusión facilitada mediado principalmente por la acción del transportador de glucosa de tipo 4 (GLUT4) en respuesta a estímulos como insulina o la contracción muscular. Recientemente se ha descrito el factor de crecimiento de fibroblastos 21 (por sus siglas en inglés, FGF21) como una citoquina secretada en respuesta a múltiples estímulos de estrés, capaz de regular el metabolismo. Si bien se han reportado diversos efectos de FGF21 a nivel hepático y en el tejido adiposo, se desconoce cuál podría ser su función sobre el músculo esquelético. Estudios en líneas celulares y en fibras de músculo esquelético han sugerido un posible papel de FGF21 en el proceso de captación de glucosa mediada por GLUT4. Sin embargo, los mecanismos que estarían involucrados en este proceso no se conocen con exactitud. HIPÓTESIS: ―Un estímulo agudo de FGF21 induce exposición de GLUT4 a la superficie celular por un mecanismo que involucra la activación de Akt y el remodelado de actina cortical en miotubos L6-GLUT4myc‖. MATERIALES Y METÓDOS. Con el objetivo de evaluar el efecto de FGF21 sobre la exposición de GLUT4 en la superficie de células musculares se empleó la línea celular L6 transformada (L6-GLUT4myc), pudiendo estimar mediante un ensayo de detección óptica los niveles de GLUT4myc en la membrana plasmática. A su vez, para determinar el efecto de FGF21 en la remodelación del citoesqueleto de actina se empleó una sonda fluorescente denominada rodamina/faloidina, que permite identificar la formación de actina filamentosa. Finalmente, con el fin de determinar el papel de Akt en la exposición de GLUT4 en la membrana inducida por un estímulo agudo de FGF21 se utilizó la técnica de Western blot. RESULTADOS. FGF21 no indujo cambios significativos en la exposición de GLUT4 en superficie, remodelado de actina cortical ni fosforilación de Akt en serina 473 en miotubos L6- GLUT4myc. Así mismo, se observó una baja abundancia relativa en los niveles proteicos del receptor FGFR1 en miotubos L6-GLUT4myc. CONCLUSIÓN. La línea celular de miotubos L6-GLUT4myc no responde a estímulos agudos de FGF21, sugiriendo que no constituye el mejor modelo de estudio para fenómenos de captación de glucosa inducidos por FGF21 en células musculares. Palabras clave: Factor de crecimiento de fibroblastos 21; GLUT4; L6-GLUT4myc; miotubos; músculo esquelético; remodelado de actina.

INTRODUCTION. Glucose homeostasis is finely regulated by the interaction of various organs, including skeletal muscle. Glucose uptake in skeletal muscle is a facilitated diffusion process primarily mediated by the action of the glucose transporter type 4 (GLUT4) in response to stimuli such as insulin or muscle contraction. Fibroblast growth factor 21 (FGF21) has recently been described as a cytokine secreted in response to various stress stimuli, capable of regulating metabolism. Although several effects of FGF21 have been reported in the liver and adipose tissue, its function on skeletal muscle is unknown. Studies in skeletal muscle cell lines and fibers have suggested a possible role of FGF21 in a glucose uptake-GLUT4 mediated process. However, the mechanisms involved in this process are not accurately known. HYPOTHESIS: "An acute stimulus of FGF21 induces GLUT4 exposure on the cell surface, through a mechanism that involve Akt activation and cortical actin citoskeleton remodeling in L6-GLUT4myc myotubes". MATERIALS AND METHODS. In order to assess the effect of FGF21 on GLUT4 exposure on muscle cells surface, the transformed L6 cell line (L6-GLUT4myc) was used, and GLUT4myc levels in the plasma membrane were estimated by an optical detection assay. In addition, a fluorescent probe called rhodamine / phalloidin was used to determine the effect of FGF21 on the actin cytoskeleton remodeling, allowing the identification of filamentous actin formation in the cytoplasm towards cortical. Finally, Western blot technique was used in order to determine the role of Akt in the GLUT4 membrane exposure induced by an acute FGF21 stimulus. RESULTS. FGF21 did not induce changes in GLUT4 surface exposure, cortical actin remodeling nor Akt serine 473 phosphorylation in L6-GLUT4myc myotubes. Additionally, a low relative FGFR1 receptor protein level was observed in L6-GLUT4myc myotubes. CONCLUSION. L6-GLUT4myc myotube cell line does not respond to acute FGF21 stimuli, suggesting that it is not the best experimental model for FGF21-induced glucose uptake in muscle cells. Keywords: Fibroblast growth factor 21; GLUT4; L6-GLUT4myc; myotubes; skeletal muscle, actin remodeling.