Estudios epidemiológicos muestran una asociación entre la exposición crónica a arsénico y un aumento en la prevalencia e incidencia de diabetes mellitus tipo 2 (DM2), indicando que el arsénico es un importante factor de riesgo para el desarrollo de esta enfermedad. La calpaína-10 es una proteasa de cisteína que juega un papel importante en la homeostasis de la glucosa y es inhibida por el arsénico en la célula beta, disminuyendo la secreción de insulina. Además está involucrada en la externalización del GLUT4 en respuesta a la insulina en músculo esquelético y en adipocitos. Sin embargo, se desconoce si el arsénico pudiera estar modulando la translocación de los transportadores de glucosa (GLUTs). El linfocito expresa diversos GLUTs que median el ingreso de la glucosa al interior de la célula. El transporte de glucosa se encuentra disminuido en linfocitos de individuos diabéticos mostrando una menor expresión extracelular de GLUT3 y GLUT4. Por lo que nuestra propuesta plantea que el arsénico podría estar inhibiendo la translocación de los GLUTs a través de la inhibición de calpaína-10. En este trabajo proponemos tratar cultivos de linfocitos humanos con arsénico para evaluar la capacidad del linfocito de responder a cambios en la glucosa extracelular a través de la activación de las calpaínas usando el sustrato tBoc-Leu-Met-CMAC. También se propone evaluar el efecto del arsénico sobre la translocación de los GLUTs en respuesta a cambios en la concentración de glucosa mediante inmunodetección de epítopos extracelulares y citometría de flujo. Con el fin de determinar el papel de la calpaína-10 en la capacidad de responder a cambios en la concentración de glucosa y en la translocación de los GLUTs, se realizará el silenciamiento de la calpaína-10 por interferencia de RNA y se determinarán los mismos parámetros. Con el propósito de evaluar si la calpaína-10 colocaliza con las vesículas que contienen a los GLUTs, se realizará microscopia confocal.

Este proyecto aborda dos problemas importantes de salud pública en nuestro país. Por una parte, en México, se ha considerado que más de 16 millones de personas están expuestas a altas concentraciones de arsénico en el agua de bebida y la exposición al arsénico esta asociada a un aumento en la prevalencia de cáncer de piel y cáncer de órganos internos. Recientemente la exposición a arsénico ha sido asociada con diabetes y con enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas. Por otro lado, la diabetes se ha convertido en el problema más importante de salud en México y las complicaciones asociadas a la enfermedad representan un fuerte deterioro para el paciente y un alto costo económico. Debido a que la interacción entre factores ambientales y genotipos de riesgo es determinante para el desarrollo de este padecimiento, consideramos que la alteración de la homeostasis de la glucosa por los efectos de la exposición a arsénico pudiera conferir susceptibilidad a desarrollar la enfermedad. Por lo tanto, resulta relevante entender los mecanismos a través de los cuales el arsénico interfiere con la homeostasis de la glucosa. Esta propuesta, pretende aportar conocimiento que permitan entender el mecanismo diabetogénico del arsénico.