Le cellule tubulari giocano un ruolo cruciale nella patogenesi della nefropatia diabetica (ND), ma i danni dell’iperglicemia non sono ancora chiariti. Diversi meccanismi intervengono nella pato-fisiologia della ND, tra cui l’ubiquitinazione. L’ubiquitinazione in lisina 63 (K63) è coinvolta nei meccanismi di comunicazione cellulari. Scopo del lavoro è stato di utilizzare un approccio multi-omico per definire gli effetti dell’iperglicemia nella progressione del danno tubulare nella ND.
Cellule umane tubulari renali (HK2), in normo-glicemia (5,5 mM) e iper-glicemia (30 mM), sono state sottoposte ad analisi dell’espressione genica (U133A microarray Chip, Affymetrix). I dati ottenuti sono stati validati con qPCR e immunoblotting sugli estratti cellulari e immunoistochimica su biopsie renali di sei pazienti con ND e sei soggetti apparentemente normali. I lisati proteici cellulari sono stati utilizzati per immunoprecipitare le proteine ubiquitinate, isolare quelle ubiquitinate in K63 e identificarle mediante MALDI-TOF/MS-MS.
Tra i 46 geni differentemente espressi ci siamo soffermati su UBE2V1, che forma catene di ubiquitina in K63, la cui aumentata espressione in iper-glicemia veniva confermata dalla qPCR. Sia in vitro, mediante immunoblotting, che in vivo sulle biopsie dei pazienti con ND, abbiamo osservato un’aumentata espressione proteica di UBE2V1 e di proteine ubiquitinate in K63 rispetto ai controlli, con un incremento significativo a livello tubulare. La caratterizzazione proteomica delle proteine ubiquitinate in K63 nelle cellule HK2 in iper-glicemia, ha permesso di identificare 28 proteine, le cui funzioni sono incluse in un unico network principale (IPA score=50) e coinvolte nell’organizzazione cellulare. Tra queste vi erano la tropomodulina-4, l’actina beta e G1 e la variante Q53G99 della beta actina.
L’iperglicemia potrebbe causare nelle cellule tubulari alterazioni nella morfologia cellulare, dovute ad un alterato stato di ubiquitinazione in K63 del citoscheletro. Tali alterazioni fornirebbero una spiegazione molecolare alla progressione del danno tubulare in corso di DN e potrebbero indicare possibili marcatori predittivi e bersagli terapeutici.
