Cette étude décrit la mesure directe de la production hépatique de glucose dans un modèle murin du syndrome des ovaires polykystiques en utilisant un traceur de glucose isotopique stable via la veine caudale à jeun et riche en glucose en tandem.
Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) est une maladie courante qui entraîne des troubles du métabolisme du glucose, tels que la résistance à l’insuline et l’intolérance au glucose. Le métabolisme du glucose dérégulé est une manifestation importante de la maladie et est la clé de sa pathogenèse. Par conséquent, les études impliquant une évaluation du métabolisme du glucose dans le SOPK sont de la plus haute importance. Très peu d’études ont quantifié la production hépatique de glucose directement dans les modèles SOPK à l’aide de traceurs de glucose non radioactifs. Dans cette étude, nous discutons des instructions étape par étape pour la quantification du taux de production hépatique de glucose dans un modèle murin SOPK en mesurant l’enrichissement M + 2 du [6,6-2H2]glucose, un traceur de glucose isotopique stable, par chromatographie en phase gazeuse – spectrométrie de masse (SMGC). Cette procédure implique la création d’une solution de traceur de glucose isotopique stable, l’utilisation de la mise en place d’un cathéter veineux de la queue et la perfusion du traceur de glucose à jeun et riche en glucose chez la même souris en tandem. L’enrichissement du [6,6-2H2]glucose est mesuré à l’aide du dérivé du pentaacétate dans le SMGC. Cette technique peut être appliquée à une grande variété d’études impliquant une mesure directe du taux de production hépatique de glucose.
Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) est un trouble fréquent chez 12 % à 20 % des femmes en âge de procréer1,2. Il s’agit d’une maladie complexe entraînant des phénotypes variables impliquant des ovaires polykystiques, des règles irrégulières et des preuves cliniques ou de laboratoire d’hyperandrogénémie, et elle est généralement diagnostiquée lorsqu’une femme répond à deux des trois critères3. Un aspect prédominant du SOPK, et un facteur clé de sa pathogenèse, est les dérangements métaboliques que l’on trouve chez les femmes atteintes de la maladie. Les femmes atteintes du SOPK ont une incidence plus élevée de résistance à l’insuline, d’intolérance au glucose, d’obésité et de syndrome métabolique3,4,5,6. La résistance à l’insuline n’est pas seulement une manifestation de la maladie, mais on pense qu’elle contribue à sa pathogenèse en potentialisant l’action de l’hormone lutéinisante dans l’ovaire, entraînant ainsi une augmentation de la production d’androgènes7,8. On pense que la résistance à l’insuline a plusieurs origines possibles, mais des études suggèrent qu’elle pourrait être due à des schémas anormaux de signalisation des récepteurs de l’insuline9,10. Des études ont évalué la résistance à l’insuline chez les patients atteints du SOPK en utilisant la technique de référence de la pince hyperinsulinémique-euglycémique11,12,13,14,15. Les femmes atteintes du SOPK, indépendamment de l’IMC, ont des niveaux plus élevés de résistance à l’insuline que les témoins. Le contrôle de l’insuline sur la production de glucose est altéré dans les troubles de la résistance à l’insuline conduisant à une production excessive de glucose. Par exemple, les patients diabétiques ont des taux accrus de gluconéogenèse et une altération de la suppression de la glycogénolyse16. En outre, une altération de la suppression de la production de glucose a été observée chez des rats diabétiques17. Bien que les études sur les pinces puissent donner une mesure de la résistance à l’insuline, peu d’études sur le SOPK se concentrent sur la mesure directe de la production de glucose à jeun et en état d’alimentation. Cela nécessite l’utilisation d’une perfusion de traceur de glucose isotopique non radioactif et la mesure par spectrométrie de masse.
Les modèles animaux ont été largement utilisés dans la recherche sur le SOPK. Des modèles murins de SOPK maigre et de type obèse ont été créés en administrant des androgènes avant la naissance, prépubère ou post-puberté18. Les modèles de SOPK des rongeurs démontrent également des différences métaboliques par rapport à leurs témoins respectifs. Des données antérieures de notre laboratoire ont démontré des tests de tolérance au glucose anormaux (GTT) dans des modèles murins du SOPK (maigres et obèses), conformes à la littérature sur le SOPK humain19. L’utilisation d’un modèle animal maigre et obèse permet d’approfondir les recherches sur les différences métaboliques. Plus précisément, ce modèle permet d’évaluer le taux de production de glucose directement à l’aide de traceurs de glucose isotopiques. L’un des traceurs de glucose isotopiques stables les plus couramment utilisés est le glucose [6,6-2H2]. L’enrichissement en glucose [6,6-2H2] peut être mesuré à l’aide d’un dérivé de pentaacétate comme décrit précédemment20.
Dans cette étude, notre objectif était de mesurer le taux de production de glucose hépatique à jeun et à l’état riche en glucose chez les souris SOPK en utilisant une perfusion de glucose isotopique. Ces techniques peuvent être appliquées à un large éventail d’expériences impliquant la cinétique du glucose.
L’hyperglycémie et le métabolisme anormal du glucose / homéostasie sont des caractéristiques du SOPK. Le taux de glucose dans le sang est maintenu par une combinaison de glucose provenant de l’alimentation et de la production de glucose via la glycogénolyse et la gluconéogenèse et la glycogenèse, sous le contrôle des hormones et des enzymes. La production hépatique de glucose est supprimée par la présence d’une augmentation des taux de glucose circulants. Dans les troubles du métabolisme anorm…
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par des subventions de formation du Département d’obstétrique et de gynécologie, Baylor College of Medicine (ALG) et une subvention de recherche R-01 (Subvention # DK114689) pour CSB, SC et JM des National Institutes of Health.
0.9% sodium chloride solution | McKesson | 275595 | |
10 mL BD Luer-Lok tip syringe | VWR | 75846-756 | Two syringes per animal (one for isotopic glucose solution, one for glucose-rich isotopic solution) |
1-inch clear transpore tape | 3M | 70200400169 | |
1-inch Labeling tape | Fisher | GS07F161BA | Brand is example |
5 mL syringe containing heparanized saline flush | McKesson | 191-MIH-2235 | One can also prepare a heparin flush solution (10 units/mL heparin in 0.9% sodium chloride) |
5 mm Medipoint Goldenrod animal lancets | Fisher Scientific | NC9891620 | 5 mm if animal is between 2 and 6 months |
Acetone | Sigma-Aldrich | 650501 | |
Advanced hot plate stirrer | VWR | 97042-602 | Brand is example |
BD 27 gauge 0.5 inch needles | Health Warehouse | A283952 | |
BD 30 gauge 0.5 inch needles | Medvet | 305106 | |
BD Intramedic Polyethylene (PE) tubing 0.28 mm ID x 0.61 mm | VWR | 63019-004 | |
BD Intramedic Polyethylene (PE) tubing 0.28 mm ID x 0.61 mm | VWR | 63019-004 | |
Beaker, 1000 mL | Any brand | ||
Caging pellets | |||
Clear VOA glass vials with closed-top cap | Fisher Scientific | 05-719-120 | For storage of acetone and blood draw samples |
Copper toothless alligator clamp for tourniquet | Amazon | Any Brand; smooth toothless alligator clips made of solid copper | |
D-(+)-glucose >99.5% | Sigma-Aldrich | G8270 | |
D-glucose (6,6-D2, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories, Inc. | DLM-349-PK | |
Dow Corning silastic tubing 0.3 mm ID x 0.64 mm OD | VWR | 62999-042 | |
Magnifying glass | Amazon | Any brand; similar to LANCOSC Magnifying Glass with Light and Stand | |
Microbalance | Ohaus Adventurer Pro | AV264C | Any similar model with 0.0001g accuracy can be used |
Nalgene bottle, 500 mL | Sigma-Aldrich | B0158-12EA | Or any Similar brand; saw in half (including lid) and cut tail-sized notch in the bottom |
PHD Ultra multi-syringe pump | Harvard Apparatus | 70-3024A | |
Plexiglass sheet | Any brand; to stabalize mouse during catheter insertion | ||
Plexiglass sheets and dividers | Any brand; used to cage mice during infusion |