Inducción de la autofagia por insulina en cultivos de células de tabaco NT-1

Abstract

As catabolic process during development or nutritional limitation, autophagy allows cells recycle intracellular components, including organelles. The machinery necessary for autophagy is conserved among eukaryotic organisms and allows the recycling of nutrients by cytoplasmic material transport to the lysosomes (animals) or vacuoles (yeast and plants), maintaining an adequate cell homeostasis. Furthermore, insulin regulates metazoan blood glucose levels and growth through activation of two signaling pathways: the PI3K/TOR/S6K and MAPK. Although insulin is a hormone ubiquitous in animals, plants such as beans, maize, and Arabidopsis snuff also respond to this hormone to stimulate development. In PI3K/TOR/S6K pathway, activated TOR, autophagy downregulates both animals and plants. Previous work from our laboratory showed that in cell cultures snuff NT-1, insulin stimulates cell proliferation in the presence of auxin, and that this deficiency promotes formation phytohormone like structures Autophagosomes. Based on the above and because there are no specific reports on the effect of auxin or insulin on autophagy, in the present study we investigated whether the availability of auxin and / or the addition of insulin induce autophagy, and to establish the possible mechanism of activation of autophagy under these conditions. The results showed that insulin and lack of auxin in the NT-1 cultures stimulated autophagy by increased levels of hydrogen peroxide and that induction of autophagy by insulin effect through H2O2 is independent of TOR activation.

Como proceso catabólico durante el desarrollo o limitación nutricional, la autofagia permite a las células reciclar componentes intracelulares, incluyendo orgánulos. La maquinaria necesaria para la autofagia se encuentra conservada entre organismos eucariontes y permite el reciclamiento de nutrientes mediante el transporte de materiales del citoplasma hacia los lisosomas (animales) o vacuolas (levaduras y vegetales), manteniendo una homeostasis celular adecuada. Por otra parte, la insulina en metazoarios regula los niveles de glucosa en sangre y el crecimiento a través de la activación de dos vías de señalización: la PI3K/TOR/S6K y la MAPK. A pesar de que la insulina es una hormona ubicua en animales, las plantas como el frijol, maíz, tabaco y Arabidopsis también responden a dicha hormona, estimulando el desarrollo. En la vía PI3K/TOR/S6K, TOR activada, regula negativamente la autofagia, tanto en animales como en vegetales. Trabajos previos de nuestro laboratorio, mostraron que en cultivos de células de tabaco NT-1, la insulina estimula la proliferación celular en presencia de auxinas, y que la carencia de esta fitohormona promueve la formación de estructuras similares a autofagosomas. Con base en lo antes mencionado y debido a que no existen reportes específicos sobre el efecto de las auxinas o de la insulina sobre la autofagia, en el presente estudio se determinó si la disponibilidad de auxinas y/o la adición de insulina inducen la autofagia, así como establecer el posible mecanismo de la activación de la autofagia bajo dichas condiciones. Los resultados obtenidos mostraron que la insulina y la carencia de auxinas en los cultivos NT-1 estimularon la autofagia por un incremento en los niveles de peróxido de hidrogéno y que la inducción de la autofagia por efecto de la insulina a través del H2O2 es independiente de la activación de TOR.