La regulación del transporte de L-arginina vía HCAT-1 por insulina involucra activación diferencial de los subtipos A y B de receptores de insulina y receptores de adenosina en células endoteliales de vena umbilical humana de diabetes gestacional

Abstract

Diabetes gestacional (DG) aumenta el transporte de L-arginina en la macrocirculación de la placenta. Insulina activa receptores de insulina (IRs) los cuales estimulan el transporte de Larginina via transportadores de aminoácidos catiónicos tipo 1 humano (hCAT-1) y la síntesis de óxido nítrico en células endoteliales de la vena umbilical humana (HUVEC) de embarazos normales, pero reduce el aumento inducido por DG sobre el transporte de L-arginina. Este efecto de insulina podría resultar de una expresión y activación diferencial de las isoformas A (IR-A) y B (IR-B) del receptor de insulina, involucrando mecanismos transcripcionales asociadas a la activación de la proteína específica 1 (Sp1). Como se ha propuesto que los efectos biológicos de insulina son regulados por receptores de adenosina, en este estudio se analizó si el aumento de la expresión y actividad de hCAT-1 causado por DG es bloqueado por insulina mediante activación diferencial de IR-A y/o IR-B, un mecanismo regulado por activación de receptores de adenosina en cultivos primarios de HUVEC. La actividad del transporte de L-arginina, la expresión de hCAT-1 y la unión de Sp1 están aumentadas en DG, efecto que es revertido por insulina. El efecto de insulina en DG requirió de la actividad de receptores de adenosina A1, un fenotipo que fue similar al observado en células knock-down para IR-B. En HUVEC normales, insulina aumentó la actividad del transporte de L-arginina, la expresión de hCAT-1 y la unión de Sp1 al promotor de SLC7A1, efectos que requirieron de la actividad del receptor de adenosina A2A. Sin embargo, el efecto de insulina fue bloqueado en HUVEC knock-down para IR-A y/o IRB. En conclusión, insulina revierte el efecto de diabetes gestacional vía IR-A sobre la actividad y expresión de hCAT-1, un mecanismo dependiente de receptores de adenosina A1 en HUVEC de DG. Sin embargo, insulina aumenta la actividad y expresión de hCAT-1, dependiendo de la actividad de receptores de adenosina A2A en HUVEC de embarazos normales.

Gestational diabetes (GD) increases L-arginine transport in the placenta macrocirculation. Insulin activates insulin receptors (IRs) which stimulate L-arginine transport via human cationic amino acids transporters type 1 (hCAT-1) and nitric oxide synthesis in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) from normal pregnancies, but insulin reduces GD-increase Larginine transport. This insulin effect could be a result of differential expression and activation of the insulin receptor isoforms A (IR-A) and B (IR-B), involving transcriptional mechanisms associated with specific protein 1 (Sp1). As it has been proposed that the biological effects of insulin are regulated by adenosine receptors, in this study we analized whether insulin reverses GD-increase hCAT-1 activity and expression through differential IR-A and/or IR-B activation amd this mechanism is regulated by adenosine receptors in HUVEC. Herein, we demonstrated that L-arginine transport activity, hCAT-1 expression and Sp1-binding to promotor SLC7A1 are increased in GD, effects reverse by insulin. This insulin effect requires A1 adenosine receptor activity in GD, a phenotype that was similarly observed in cells knocked-down for IR-B. In normal HUVEC, insulin increased L-arginine activity, hCAT-1 expression and Sp1-binding to promotor SLC7A1, effects that required adenosine receptor A2A activity. However, these insulin effects were blocked in HUVEC knock-down for IR-A and/or IR-B. In conclusion, insulin via IR-A reverses the GD-increase in hCAT-1 activity and expression, a mechanism that is A1- adenosine receptor dependent in GD derived cells. However, insulin increases hCAT-1 activity and expression, through an A2A-adenosine receptor dependent mechanism in HUVEC from normal pregnancies.