Diabete mellito e malattia di Parkinson: suscettibilità β-cellulare alle neurotossine rotenone, 1-metil-4-fenilpiridinio (MPP⁺) e 6-idrossidopamina (6-OHDA)

La secrezione insulinica è fisiologicamente regolata dalla concentrazione plasmatica di glucosio, ma anche da molti altri segnali ormonali. A tal proposito è interessante notare che le β-cellule esprimono, in analogia con i neuroni dopaminergici, trasportatori, recettori, ed enzimi di sintesi e di catabolismo per la dopamina. Le β-cellule sembrano essere in grado di produrre dopamina a partire da precursori circolanti provenienti dalla dieta per poi immagazzinarla nelle stesse vescicole contenenti l’insulina. Quindi, al momento della secrezione insulinica, viene rilasciata anche la dopamina che, stimolando i propri recettori, inibisce in maniera autocrina e paracrina la secrezione insulinica stimolata dal glucosio. Da un punto di vista farmacologico, quanto appena detto risulta essere particolarmente importante in quanto può permetterci di comprendere meglio i meccanismi alla base di molti degli effetti avversi di tipo metabolico che si associano all’utilizzo di farmaci dopamino-agonisti e dopamino-antagonisti. Inoltre, in letteratura si ritrovano dati epidemiologici che suggeriscono l’esistenza di un’associazione tra l’esposizione a pesticidi e inquinanti ambientali e l’insorgenza di malattia di Parkinson e diabete mellito di tipo 2. Di conseguenza, viene da chiedersi se queste similitudini tra β-cellule e neuroni dopaminergici possano anche essere alla base di una maggiore suscettibilità di entrambi i tipi cellulari verso specifiche tossine. Alla luce di quanto appena detto, in questa tesi abbiamo, come prima cosa, studiato il ruolo fisiologico e farmacologico che i recettori dopaminergici svolgono a livello della β-cellula impiegando come modello la linea cellulare INS-1E derivata da insulinoma di ratto. Utilizzando farmaci dopamino-agonisti, abbiamo quindi confermato il ruolo inibitorio della dopamina sul rilascio insulinico. Successivamente, abbiamo analizzato gli effetti, su queste stesse cellule, di tre neurotossine notoriamente associate allo sviluppo di parkinsonismo: il rotenone, la 6-metil-4-fenilpiridinio (MPP+) e la 6-idrossidopamina (6-OHDA). I risultati che abbiamo ottenuto mostrano che le cellule INS-1E sono suscettibili al danno tossico prodotto da queste tossine, in particolare dal rotenone, e che l’alterazione della funzione mitocondriale sembra essere un meccanismo rilevante nella tossicità indotta da questi composti. Infine, abbiamo cercato di capire, con esperimenti preliminari, se vi potessero essere delle sostanze capaci di proteggere le cellule INS-1E dal danno indotto dalle neurotossine su menzionate, utilizzando anche alcuni farmaci antidiabetici come la metformina