Avaliação da Via Ca²⁺/CaMKII/CREB Durante a Maturação Pós-Natal de Células Beta Pancreáticas

Abstract

O diabetes mellitus é uma doença caracterizada por alterações na secreção e/ou ação da insulina, sendo a disfunção das células beta pancreáticas um dos principais fatores envolvidos em sua fisiopatologia. Nesse contexto, a compreensão dos mecanismos responsáveis pela maturação funcional dessas células é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de terapia celular. O presente estudo avaliou a participação da via de sinalização Ca²⁺/CaMKII/CREB durante a maturação pós-natal de células beta pancreáticas. Para isso, ilhotas pancreáticas foram isoladas de camundongos C57BL/6J em diferentes estágios de desenvolvimento pós-natal (P3, P9, P20, P28 e P45–60), cultivadas e submetidas a condições de baixa e alta concentração de glicose. A expressão proteica de CaMKII, sua forma fosforilada (pCaMKII) e o fator de transcrição fosforilado pCREB foram avaliados por Western blot. Os resultados indicaram uma tendência de aumento da expressão total de CaMKII em estágios mais avançados do desenvolvimento, especialmente em animais P28 e adultos. Em contrapartida, os grupos neonatais apresentaram maior proporção de CaMKII fosforilada em relação ao conteúdo total da proteína. A análise da resposta ao estímulo glicêmico revelou maior ativação de pCaMKII e pCREB em ilhotas de animais adultos quando comparadas às de animais neonatais, sugerindo uma maior capacidade de resposta à glicose nas fases mais maduras do desenvolvimento. Esses achados indicam que a ativação da via Ca²⁺/CaMKII/CREB acompanha o processo de maturação funcional das células beta pancreáticas, estando potencialmente associada à aquisição da capacidade de responder adequadamente aos estímulos glicêmicos. Embora os resultados sejam descritivos devido ao número reduzido de amostras, o estudo contribui para a compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na maturação das células beta e fornece subsídios para futuras estratégias voltadas à obtenção de células beta funcionalmente maduras para aplicação em terapias celulares do diabetes mellitus.

Diabetes mellitus is a disease characterized by alterations in insulin secretion and/or action, with pancreatic beta-cell dysfunction representing one of the main factors involved in its pathophysiology. In this context, understanding the mechanisms responsible for the functional maturation of these cells is essential for the development of cell-based therapeutic strategies. The present study evaluated the involvement of the Ca²⁺/CaMKII/CREB signaling pathway during the postnatal maturation of pancreatic beta cells. To achieve this, pancreatic islets were isolated from C57BL/6J mice at different postnatal developmental stages (P3, P9, P20, P28, and P45–60), cultured, and exposed to low- and high-glucose conditions. The protein expression of CaMKII, its phosphorylated form (pCaMKII), and the phosphorylated transcription factor pCREB were assessed by Western blot analysis. The results indicated a trend toward increased total CaMKII expression in more advanced developmental stages, particularly in P28 and adult animals. In contrast, neonatal groups exhibited a higher proportion of phosphorylated CaMKII relative to total protein content. Analysis of the response to glucose stimulation revealed greater activation of both pCaMKII and pCREB in islets from adult animals compared with neonatal animals, suggesting a higher glucose responsiveness in more mature developmental stages. These findings indicate that activation of the Ca²⁺/CaMKII/CREB pathway accompanies the process of functional maturation of pancreatic beta cells and may be associated with the acquisition of the ability to respond appropriately to glycemic stimuli. Although the results are descriptive due to the limited number of samples analyzed, this study contributes to the understanding of the molecular mechanisms involved in beta-cell maturation and provides a foundation for future strategies aimed at generating functionally mature beta cells for diabetes mellitus cell therapy applications.