Abstract
Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich (2016)
Marie Roch
Institut für Veterinärphysiologie; sekretariat@vetphys.uzh.ch
Lipid-induced pramlintide release from genetically modified cells transiently reduces weight gain in rats
Summary Amylin is an important control of energy homeostasis and it enhances leptin signaling in the mediobasal hypothalamus. The amylin analogue pramlintide has been used clinically as an adjunct to insulin therapy in type 1 and 2 diabetes to better control postprandial glucose levels and has been previously shown to reduce body weight and energy intake. Here, a new approach was used to deliver pramlintide. HT-1080 cells were co-transfected with the lipid- sensing receptor (LSR) plasmid (pKR135) and the LSR-controlled pramlintide plasmid (pKR146). These cells were microencapsulated in alginate beads and injected intraperitoneally in male Sprague-Dawley rats maintained on high fat diet (60% fat). 20 x 106 cells (pKR135/pKR146-engineered cells) were injected per rat; the control group was implanted with pKR135-engineered cells. Rats injected with the pramlintide secreting cells had significantly lower food intake on day 1, and lower cumulative body weight gain from day 2 to day 5 as compared to controls. Pramlintide reduced food intake by 26% during a meal test on day 3; this effect was associated with an increase in plasma pramlintide levels. Leptin’s effect on 4h-food intake was amplified by 33% in rats injected with pramlintide beads tested 5 and 7 days after implantation. The current study demonstrated the successful but transient effect of an autonomous genetic system providing fatty acid-induced production and secretion of pramlintide in rats put on high fat diet.
Keywords: Pramlintide; amylin; synthetic fat-sensing circuit; energy homeostasis; leptin signaling Zusammenfassung Amylin ist an der Kontrolle der Energiehomöostase beteiligt und verstärkt das Leptinsignal im Hypothalamus. Der Amylin-Agonist Pramlintide wird zusammen mit Insulin als Therapie bei Typ-1 und Typ-2 Diabetes eingesetzt, um die postprandiale Glukosekonzentration im Blut besser zu kontrollieren. Pramlintide reduziert auch das Körpergewicht und die Energieaufnahme. In dieser Studie wurde ein neues Verfahren angewendet, um Pramlintide kontrolliert zu verabreichen. HT-1080-Zellen wurden mit dem sogenannten lipid-sensing receptor (LSR) Plasmid und dem LSR-kontrollierten Pramlintide Plasmid transfiziert. Die Zellen wurden in Algin Mikrokapseln eingekapselt und intraperitoneal Sprague-Dawley Ratten injiziert, die mit Hochfett-Futter gefüttert wurden. 20 x 106 Zellen wurden pro Ratte injiziert. Ratten, die mit Pramlintide-sezernierenden Zellen injiziert wurden, zeigten eine signifikant reduzierte Futteraufnahme am Tag 1, und im Vergleich zu den Kontrollratten eine reduzierte kumulative Gewichtszunahme von Tag 2 bis 5. Pramlintide verringerte die Futteraufnahme während einer Testmahlzeit um 26% am Tag 3, was mit einer Zunahme der Plasma Pramlintidekonzentration assoziiert war, und verstärkte die Leptinwirkung auf die Futteraufnahme 4 Stunden nach Injektion um 33% am Tag 5 und 7. Diese Studie zeigt die erfolgreiche, jedoch relative kurzwirksame Wirkung eines autonomen Systems bei Ratten, bei denen die Pramlintide-Produktion und –Sekretion durch eine Hochfettdiät kontrolliert wurde.
Schlüsselwörter: Pramlintide; Amylin; genetischer Fettsensor; Energie-Homöostase; Leptin
Roch, Marie