Effects of exposure of human islet beta-cells to normal and high glucose levels with or without gliclazide or glibenclamide

AimTo evaluate the effects of exposure to high glucose (HG) levels and sulphonylurea on isolated human islet-cell function, and to investigate some of the mechanisms that might be involved.MethodsIslet cells were isolated, using collagenase digestion and gradient purification, from 13 pancreata from non-diabetic multiorgan donors (age: 61.2 ± 11.5 years; gender: 7 men/6 women; body mass index: 25.1 ± 2.8 kg/m2). The cells were then cultured for 5 days with normal glucose (NG) concentrations (5.5 mmol/L), or NG and HG (16.7 mmol/L) levels (alternating every 24 h), with or without the addition of therapeutic concentrations of gliclazide (10 μmol/L) or glibenclamide (1.0 μmol/L). At the end of incubation, functional (glucose-stimulated insulin secretion), morphological (electron microscopy) and molecular (gene and protein expression) studies were performed.ResultsInsulin secretion differed significantly between study groups, with marked decreases in the presence of HG plus glibenclamide. Compared with NG, insulin expression decreased significantly with HG, and increased similarly with gliclazide as with glibenclamide. However, exposure to gliclazide, but not glibenclamide, significantly induced expression (at both gene and protein levels) of PDX-1, a fundamental beta-cell differentiation transcription factor, and Ki67, a marker of proliferation. However, gliclazide and glibenclamide did not differ in terms of effects on gene expression of the antiapoptotic molecule Bcl2 (increased significantly with both) and the proapoptotic molecule Bax (decreased significantly with both).ConclusionGliclazide and glibenclamide have different effects on the changes induced by prolonged exposure of human islet cells to high levels of glucose.

RésuméObjectifÉvaluer les interactions entre une exposition intermittente à des concentrations élevées en glucose et des sulfonylurées sur les différentes fonctions d’îlots humains isolés et étudier certains des mécanismes impliqués.MéthodesTreize pancréas de donneurs multi-organes non diabétiques (7 M/6F ; âge : 61,2 ± 11,5 ans : IMC : 25,1 ± 2,8 kg/m2) ont été utilisés. L’isolation des îlots a été réalisée par digestion à la collagénase et gradient de purification Les îlots ont cultivés pendant cinq jours en présence soit de concentrations en glucose stables et normales (NG : 5,5 mmol/L), soit d’une alternance toutes les 24 heures de concentrations en glucose normales et élevées (HG : 16,7 mmol/L), en présence ou non de concentrations thérapeutiques de gliclazide (10 μmol/L) ou de glibenclamide (1,0 μmol/L). En fin d’incubation, ont été réalisées des études fonctionnelles (insulinosécrétion stimulée par le glucose), morphologiques (étude en microscopie électronique) et moléculaires (expression des gènes et des protéines).RésultatsLa sécrétion d’insuline était significativement différente entre les groupes, avec une diminution plus marquée en présence de HG plus glibenclamide. En comparaison avec NG, l’expression de l’insuline a diminué significativement en présence de HG, et a augmenté de manière similaire avec le gliclazide et le glibenclamide. La culture en présence de gliclazide, mais non de glibenclamide, a induit de manière significative l’expression (à la fois du gène et de la protéine) de PDX-1, facteur fondamental de transcription et différenciation des cellules β, et de Ki67, marqueur de prolifération. Il n’y avait pas de différence entre gliclazide et glibenclamide concernant l’expression du gène de la molécule anti-apoptotique Bcl2 (augmentation significative avec les deux sulfonylurées) ni de la molécule pro-apoptotique Bax (diminution significative avec les deux).ConclusionLe gliclazide et le glibenclamide ont des effets différents sur les modifications induites par une exposition prolongée de cellules d’îlot humaines à des concentrations élevées en glucose.