La biotina es una vitamina que actúa como grupo prostético de las carboxilasas, independientemente de esta función, se ha encontrado que en concentraciones farmacológicas la biotina es capaz de modificar la expresión génica y posee efectos sobre procesos biológicos como el metabolismo de la glucosa y el desarrollo. En estudios recientes encontramos evidencias que la administración de concentraciones farmacológicas de biotina a partir del destete participa en el desarrollo post-natal del islote pancreático. Nuestras investigaciones han revelado que la vitamina produce la aparición más temprana de la secreción de insulina en respuesta a la glucosa, la presencia más rápida de formas morfológicas maduras del islote y el aumento del área relativa de éste. En este proyecto proponemos investigar los mecanismos que produce la suplementación con biotina sobre el islote en las semanas posteriores al destete analizando: A) los mecanismos celulares participantes en el aumento del área del islote como: la neogénesis la proliferación, la hipertrofia y la apoptosis; B) los cambios sobre la expresión del RNAm de genes conocidos por participar en el desarrollo post-natal, en la secreción de insulina en respuesta a la glucosa, y en la adquisición de la morfología y expansión del área de los islotes. Entre varios de los genes que proponemos investigar se encuentran: enzimas y proteínas del metabolismo de carbohidratos que participan en la secreción de insulina como la glucocinasa, Glut2, canales de calcio; proteínas de adhesión y de formación de gránulos secretores de insulina como las cromograninas; factores transcripcionales como Pdx-1, MafA, MafB, NeuroD, NFAT; las ciclinas Cdk4, la ciclinaD2 y el factor FoxM1, proteínas del ciclo celular. También, se analizará la expresión de Serca3b, cuya expresión se ha encontrado es modificada por la biotina y de la que existen reportes indicando que participa en la diferenciación del islote. Asimismo, proponemos analizar INGAP una proteína de maduración y regeneración pancreática que revierte la hiperglucemia en ratones con daño pancreático. Se ha documentado ampliamente que en la etapa post-natal se adquieren las cualidades encaminadas a alcanzar la capacidad funcional del islote para poseer un control glucémico efectivo en etapas posteriores de la vida. Proponemos investigar si los cambios producidos por la biotina durante el periodo posterior al destete son capaces de proteger al islote ante el daño pancreático y la resistencia a la insulina, procesos que acontecen en el desarrollo de diabetes tipo-1 y tipo-2, respectivamente. Los resultados que se obtengan en este proyecto ayudarán a identificar los cambios moleculares mediante los cuales la biotina en concentraciones farmacológicas participa en el desarrollo, abriendo así nuevas rutas en el conocimiento de esta área. Igualmente, el proyecto aportará información sobre la capacidad de protección de la vitamina ante eventos que participan en el desarrollo de diabetes. Estos conocimientos permitirán sentar bases moleculares para implementar nuevas terapias para el tratamiento de diabetes, padecimiento que causa la muerte de millones de personas en México y el mundo. A través del desarrollo de este proyecto se contribuirá en la formación de recursos humanos siendo los experimentos propuestos parte de una Tesis de Doctorado, una de Maestría y de 4 alumnos de licenciatura. Los resultados se difundirán en foros académicos y de divulgación. Se espera la publicación de dos o tres artículos de investigación en revistas científicas con arbitraje

La diabetes mellitus se ha posicionado como una de las enfermedades más importantes a nivel mundial. Durante las décadas anteriores, esta enfermedad ha sufrido un incremento explosivo, alcanzando proporciones epidémicas. Las estimaciones globales predicen que entre el año 2010 y el 2030 se incrementará en un 69% la población de adultos con diabetes en los países en desarrollo, y un 20% en los países desarrollados. La prevalencia de diabetes en población mexicana es de las más altas en el mundo, siendo la principal causa de muerte en mujeres y la segunda en hombres desde el año 2000. El incremento de este padecimiento hace urgente el desarrollo de estrategias para su prevención y tratamiento. La comprensión de los procesos que controlan la maduración funcional del islote pancreático y el aumento de su masa son conocimientos que se requieren para el desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento de diabetes, tanto para el transplante de islotes funcionales como en la regeneración de éstos in vivo. El estudio en modelos experimentales en los que estos procesos se encuentran exacerbados, como la etapa post-natal y modelos de regeneración ante daño pancreático, ofrecen grandes ventajas en la dilucidación de los mecanismos moleculares que participan en estos procesos y son sujeto de estudio de miles de laboratorios en el mundo. Sin embargo, a pesar de los múltiples esfuerzos y avances en la esclarecimiento de estos mecanismos, quedan muchas lagunas en su comprensión. Recientemente, investigaciones en nuestro laboratorio han puesto en evidencia que la vitamina biotina favorece la maduración del islote, sin embargo no hay información sobre los mecanismos que participan en este efecto. Los resultados que se obtengan en este proyecto ayudarán a identificar los cambios celulares y moleculares mediante los cuales la biotina participa en el desarrollo, abriendo así nuevas rutas en el conocimiento de esta área. Igualmente, el proyecto aportará información sobre la capacidad de protección de la vitamina ante eventos que participan en el desarrollo de diabetes. Estos conocimientos permitirán sentar bases moleculares para implementar nuevas terapias para el tratamiento de diabetes, padecimiento que causa la muerte de millones de personas en México y el mundo.