La CDK11 i la seva implicació en la mort de la cèl·lula beta pancreàtica en el debut diabètic del ratolí NOD

La diabetis de tipus 1 (T1D) és una malaltia autoimmune en què les cèl·lules beta del pàncrees productores d’insulina són atacades pel sistema immunitari propi, la qual cosa provoca la deficiència de la producció d’insulina (insulinopènia) i l’aparició de la malaltia. En aquest treball de recerca es dóna a conèixer una de les dianes moleculars de les cèl·lules beta responsable de la seva mort a causa de l’atac limfocític. L’expressió de la CDK11 sofreix una reducció en les cèl·lules endocrines dels illots pancreàtics durant l’atac autoimmune en el model murí NOD (non obese diabetic) de T1D. El gen que codifica per a la CDK11 té 2 productes gènics en humans: p58 i p110 (p130 en el ratolí). La CDK11p110 està implicada en la transcripció i splicing de l’mRNA i s’expressa al llarg de tot el cicle cel·lular de manera ubiqua. La CDK11p58 s’expressa només durant la mitosi (fase G2/M) i està implicada en els processos apoptòtics. Davant d’aquests fets, s’ha estudiat la relació causal entre la disminució de la CDK11 i el debut diabètic en el ratolí NOD. Es va generar el ratolí NODCDK11HTZ, que tenia 1 al·lel de la CDK11 eliminat, i, per tant, era hemideficient en CDK11. Els ratolins HTZ presentaven una incidència acumulativa de diabetis inferior, comparada amb els ratolins WT, i aquesta millora al fenotip diabètic venia determinada per una resistència de les cèl·lules beta pancreàtiques a l’apoptosi induïda per la infiltració limfocitària. El conjunt de la fisiologia de l’illot pancreàtic no semblava que estigués alterat per l’hemideleció de la CDK11, ja que les proves d’IPGTT i IPITT, així com les fluctuacions de calci intracel·lular, no es veien modificades en els ratolins HTZ. Pel que fa a les poblacions de la infiltració limfocítica, no es veien canvis entre els 2 genotips, tant en el nombre de cèl·lules T, B, macròfags i DC com en el seu estat d’activació. Les proporcions de cèl·lules T reguladores tampoc no es veien modificades com a conseqüència de l’hemideleció de la CDK11. No obstant això, l’efecte protector davant l’apoptosi de l’hemideleció de la CDK11 era dependent de la infiltració limfocítica, ja que els ratolins NOD/SCID CDK11 HTZ i WT no presentaven diferents nivells d’apoptosi beta cel·lular entre ells. A més a més, la diabetogenicitat dels leucòcits derivats dels ganglis limfàtics pancreàtics de ratolins HTZ era la mateixa en transferències adoptives a ratolins NOD/SCID, comparada amb la diabetogenicitat dels leucòcits derivats del ratolins WT. Segons aquests resultats, es pot concloure que l’hemideleció de la CDK11 protegeix els ratolins NOD de la diabetis autoimmune in situ i de manera independent del cicle cel·lular, i inhibeix la mort de la cèl·lula beta quan la infiltració limfocítica ataca els illots dels ratolins NOD. Llavors la repressió de l’expressió de la CDK11 prèvia al debut diabètic de la T1D respondria a un mecanisme protector davant l’apoptosi induïda per inflamació.La diabetes de tipo 1 (T1D) es una enfermedad autoinmune donde las células beta pancreáticas productoras de insulina son atacadas por el sistema inmune propio, lo que provoca la deficiencia de la producción de insulina (insulinopenia) y la aparición de la enfermedad. En este trabajo de investigación se da a conocer una de las dianas moleculares de las células beta responsable de la muerte de estas como consecuencia del ataque linfocítico. La expresión de la CDK11 sufre una reducción en las células endocrinas de los islotes pancreáticos durante el ataque autoinmune en el modelo murino NOD (non obese diabetic) de T1D. El gen que codifica para la CDK11 tiene 2 productos génicos en humanos: p58 y p110 (p130 en el ratón). La CDK11p110 está implicada en la transcripción y splicing del mRNA y se expresa a lo largo de todo el ciclo celular de manera ubicua. La CDK11p58 se expresa solo durante la mitosis (fase G2/M) y está implicada en los procesos apoptóticos. Ante estos hechos, se ha estudiado la relación causal entre la reducción de la CDK11 y el debut diabético en el ratón NOD. Se generó el ratón NODCDK11HTZ que tenía un alelo de la CDK11 eliminado, y, por lo tanto, era hemideficiente en CDK11. Los ratones HTZ presentaban una incidencia acumulativa de diabetes inferior comparada con los ratones WT, y esta mejora en el fenotipo diabético venía determinada por una resistencia de las células beta pancreáticas a la apoptosis inducida por la infiltración linfocitaria. El conjunto de la fisiología del islote pancreático no parecía que estuviera alterado por la hemideleción de la CDK11, ya que las pruebas de IPGTT y IPITT, así como las fluctuaciones de calcio intracelular, no se veían modificadas en los ratones HTZ. Además, no se veían cambios en las poblaciones del infiltrado linfocítico, tanto en el número de células T, B, macrófagos y DC como en su estado de activación. Las proporciones de la células T reguladoras tampoco se veían modificadas como consecuencia de la hemideleción de la CDK11. No obstante, el efecto protector frente a la apoptosis de la hemideleción de la CDK11 dependía del infiltrado linfocítico, ya que los ratones NOD/SCID CDK11 HTZ y WT no presentaban distintos niveles de apoptosis beta celular entre ellos. Por último, la diabetogenicidad de los leucocitos derivados de los ganglios linfáticos pancreáticos de ratones HTZ era la misma en transferencias adoptivas a ratones NOD/SCID, comparada con la diabetogenicidad de los leucocitos derivados de los ratones WT. Según estos resultados, se puede concluir que la hemideleción de la CDK11 protege a los ratones NOD de la diabetes autoinmune in situ y de forma independiente del ciclo celular, e inhibe la muerte de la célula beta cuando el infiltrado linfocítico ataca los islotes de los ratones NOD. Entonces la represión de la expresión de la CDK11 previa al debut diabético de la T1D respondería a un mecanismo protector frente a la apoptosis inducida por inflamación.Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease in which insulin-producing beta pancreatic cells are attacked by the body’s own immune system, leading to an insulin production deficiency (insulinopenia) and the appearance of the disease. This thesis unveils one of the molecular targets involved in beta cell apoptosis caused by lymphocytic attack. CDK11 expression is reduced in the endocrine cells of the islets of Langerhans during the autoimmune attack in the murine model NOD (Non Obese Diabetic) of T1D. CDK11 has two gene products in humans: p58 and p110 (p130 in mouse). CDK11p110 is involved in mRNA transcription and splicing and is expressed ubiquitously throughout the cell cycle. CDK11p58 is expressed only during mitosis (G2/M phase) and is involved in apoptotic procedures. Faced with these events, the causal relationship between CDK11 reduction and diabetes onset in the NOD mouse has been studied. The NODCDK11HTZ mouse, which had one CDK11 allele deleted and was therefore CDK11 hemideficient, was produced. HTZ mice had a reduced accumulative diabetes incidence compared with WT mice, and this improvement in the diabetic phenotype incidence was determined by a resistance of beta pancreatic cells to apoptotic cell death induced by the lymphocytic infiltrate. Overall islet physiology did not seem to be altered by the hemideletion of CDK11 gene, because IPGTT and IPITT tests, as well as intracellular calcium flux, were not modified in HTZ mice. Moreover, the lymphocytic infiltrate populations presented the same number of T, B macrophages and DCs in both genotypes, as well as the same activation level. Furthermore, T regulatory cell ratios were not modified as a consequence of CDK11 hemideletion. However, the protective effect against apoptosis by CDK11 hemideletion required the lymphocytic infiltrate, since NOD/SCID CDK11 HTZ and WT mice did not show different betacell apoptotic levels. Finally, pancreatic lymph node leucocyte diabetogenicity of HTZ mice was the same as WT mice when they were adoptively transferred to NOD/SCID mice. Bearing these results in mind, it can be concluded that CDK11 hemideletion protects NOD mice from autoimmune diabetes in situ in a cell cycle-independent manner, inhibiting beta cell death when the lymphocytic infiltrate attacks the islets of Langerhans of NOD mice. Therefore, CDK11 downregulation prior to T1D onset corresponds to a protective mechanism against inflammation induced beta cell apoptosis