Diabetes & Metabolism 35 (2009) 293–298
Original article
Effects of exposure of human islet beta-cells to normal and high
glucose levels with or without gliclazide or glibenclamide
S. Del Guerra , V. D’Aleo , R. Lupi , M. Masini , M. Bugliani ,
U. Boggi , F. Filipponi , P. Marchetti
∗
Department of Endocrinology and Metabolism, University of Pisa, Ospedale Cisanello, Via Paradisa 2, 56100 Pisa, Italy
Received 26 April 2008; received in revised form 2 January 2009; accepted 6 January 2009
Available online 6 June 2009
Abstract
Aim. – To 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.
Methods. – Islet 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/m
2
). 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 mol/L) or glibenclamide (1.0 mol/L). At the end of incubation, functional (glucose-stimulated insulin secretion),
morphological (electron microscopy) and molecular (gene and protein expression) studies were performed.
Results. – Insulin 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).
Conclusion. – Gliclazide and glibenclamide have different effects on the changes induced by prolonged exposure of human islet cells to high
levels of glucose.
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Keywords: Pancreatic islets; Gliclazide; Glibenclamide; PDX-1; Ki67
Résumé
Exposition intermittente de cellules insulaires humaines à des concentrations élevées en glucose. Effets du gliclazide et du glibenclamide.
Objectif. – Évaluer 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.
Méthodes. – Treize pancréas de donneurs multi-organes non diabétiques (7 M/6F ; âge : 61,2 ± 11,5 ans : IMC : 25,1 ± 2,8 kg/m
2
) 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 mol/L) ou de glibenclamide
(1,0 mol/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).
Résultats. – La 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 , et de Ki67, marqueur
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Corresponding author.
E-mail address: marchant@immr.med.unipi.it (P. Marchetti).
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doi:10.1016/j.diabet.2009.01.004