La diabetes mellitus es un grupo heterogéneo de enfermedades metabólicas caracterizadas por niveles altos de glucosa en sangre debido a defectos en la secreción y/o en la acción de la insulina. Para México, la diabetes representa uno de los principales problemas de salud pública, ya que ocupa una de las principales causas de mortalidad y morbilidad en el país. Como factores de riesgo para la diabetes tipo 2 se han planteado, la edad, el sexo, la raza, el estilo de vida y la presencia de polimorfismos en genes de susceptibilidad como calpaína-10. Aunado a estos factores de riesgo, diversos estudios epidemiológicos han descrito una asociación entre la exposición crónica al arsénico y un aumento en la prevalencia e incidencia de diabetes tipo 2. El estado de Coahuila fue identificado como una zona endémica de arsenicismo crónico desde 1965 y curiosamente las estadísticas del INEGI 2003 muestran que la diabetes fue la enfermedad más frecuente en Coahuila, con una frecuencia de 10.1% y que en el mismo año el estado de Coahuila, presentó la tasa de mortalidad (estandarizada por edad) por diabetes más alta de todo el país, 113.4 para hombres y 129.3 para mujeres. Estudios recientes realizados en nuestros laboratorios han mostrado que el arsénico altera la síntesis y la secreción de insulina en roedores, sugiriendo que puede contribuir al desarrollo de diabetes. Datos preliminares obtenidos en nuestro laboratorio muestran que la calpaína-10 se expresa en linfocitos humanos, y que el arsénico in vitro es capaz de alterar la expresión tanto a nivel de RNAm y de la proteína calpaína-10, como de la actividad de las calpaínas en general. Nuestra hipótesis es que la exposición a arsénico altera los mecanismos reguladores de la secreción de insulina, la expresión de calpaína-10 y la actividad de las calpaínas que a su vez dependen del o los polimorfismos de calpaína-10 que confieren el riesgo asociado para desarrollar la enfermedad. Consideramos que los efectos de la exposición a arsénico pudieran causar una alteración en la historia natural de la diabetes mellitus tipo 2, desplazando el inicio de su sintomatología hacia edades más tempranas. El proyecto plantea evaluar el papel que juegan los polimorfismos de calpaína 10 y la exposición a arsénico in vitro y en habitantes de Coahuila en personas sanas y personas con diabetes tipo 2, con exposición a arsénico, para correlacionarlos con la expresión del RNAm y proteína de calpaína-10, así como con su actividad. Este trabajo pretende establecer la interacción entre la calpaína, uno de los genes de susceptibilidad asociado a diabetes y la ingestión de agua con arsénico que se plantea como un factor de riesgo ambiental para el desarrollo de diabetes tipo 2.

Se ha calculado que para el año 2010 habrá un incremento de 46% (Zimmet et al 2001). En México existen 8 millones de individuos con diabetes mellitus, siendo la primera causa de muerte en las mujeres y la segunda en los hombres (SSA, 2002). Como factores de riesgo para la diabetes tipo 2 se han planteado, la edad, el sexo, la raza, el estilo de vida y la presencia de polimorfismos en los genes de susceptibilidad como calpaína-10 (Bell y Polonsky, 2001). El gen de la calpaína-10 se expresa en páncreas, hígado y músculos humanos, los tres tejidos más importantes que controlan el metabolismo de la glucosa. Esto sugiere que calpaína-10 juega un papel importante en la regulación de la secreción de insulina mediada por glucosa, afectando la secreción de insulina, sus acciones y la producción de glucosa en hígado. En México, se ha considerado que 16 millones de personas están expuestas a concentraciones superiores a 50 ppb de arsénico agua de bebida. La exposición al arsénico es un problema importante de salud pública por estar asociada a importantes aumentos en la prevalencia de cáncer de piel y cáncer de órganos internos. Aunado a los factores de riesgo para diabetes tipo 2, mencionados previamente, diversos estudios epidemiológicos han descrito una asociación entre la exposición crónica al arsénico y un aumento en la prevalencia e incidencia de diabetes insulino-dependiente, así como mostrado que el arsénico es un importante factor de riesgo para el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2 (Tseng et al., 2002). Sin embargo, la información existente acerca de los posibles mecanismos de toxicidad del arsénico subyacentes a dicho incremento de riesgo es muy limitada. Por otra parte, estudios recientes realizados en nuestros laboratorios han mostrado que el arsénico altera la síntesis y la secreción de insulina en roedores, sugiriendo que puede contribuir al desarrollo de diabetes. Datos preliminares obtenidos en nuestro laboratorio muestran que la calpaína-10 se expresa en linfocitos humanos, y que el arsénico in vitro es capaz de alterar la expresión tanto a nivel de RNAm y de la proteína calpaína-10, como de la actividad de las calpaínas en general. La hipótesis de este proyecto es que la exposición a arsénico altera los mecanismos reguladores de la secreción de insulina, la expresión de calpaína-10 y la actividad de las calpaínas. Consideramos que los efectos de la exposición a arsénico pudieran causar una alteración en la historia natural de la diabetes mellitus tipo 2, desplazando el inicio de su sintomatología hacia edades más tempranas, particularmente en aquellos individuos que posean la combinación de haplotipos que se ha asociado con un incremento en el riesgo de desarrollar este padecimiento. Además, los parámetros mencionados pudieran ser útiles como biomarcadores tempranos de susceptibilidad a diabetes y a las alteraciones producidas por el arsénico. Los resultados de este proyecto, permitirían proponer acciones que pudieran contribuir a reducir los aumentos en la prevalencia e incidencia de diabetes mellitus tipo 2 observados en poblaciones expuestas a arsénico.