Publication: Implicaciones patológicas y terapéuticas de la contribución del metabolismo del folato a la polarización de macrófagos
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2015-11-05
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Los macrófagos (MØ) son células de enorme plasticidad que exhiben un gran número de estados fenotípicos y funcionales referidos como estados de activación o polarización. Los MØ pro-inflamatorios (polarizados por GM-CSF o MØ-GM) se asocian a respuesta inmune de tipo Th1/Th17 mientras los MØ anti-inflamatorios (polarizados por M-CSF o MØ-M) predominan durante la homeostasis tisular y producen IL-10. El folato (vitamina B9) es un cofactor esencial en el metabolismo de un solo carbono. En esta Tesis Doctoral estudiamos la expresión de transportadores de folato en MØ, el efecto del antifolato metotrexato (MTX) en polarización de MØ y el estado de polarización de MØ en artritis reumatoide (AR). El folato entra en las células a través de tres transportadores (RFC, FR y PCFT) que difieren en patrón de expresión, afinidad por el sustrato y dependencia funcional del pH. Se demostró que la expresión de transportadores de folato difiere en MØ-GM y MØ-M in vitro e in vivo: los MØ-GM expresan mayoritariamente RFC mientras que los MØ-M expresan preferentemente FR-β y PCFT. La expresión diferencial de transportadores de folato conduce a que los MØ-M acumulen más 5-metiltetrahidrofolato (5-MTHF) que los MØ-GM. Se demostró que la activina A modula la internalización de 5-MTHF al regular la expresión de RFC y FR-β. El MTX es el antifolato más utilizado en clínica y funciona como agente anti-inflamatorio en enfermedades autoinmunes como la AR. Como los MØ contribuyen en gran medida a la patología de la AR, se estudió la respuesta a MTX de MØ pro- y anti-inflamatorios, que asemejan los MØ de la sinovial de AR y sana, respectivamente, mediante transcriptómica. El MTX modula un mayor número de genes y con mayor cambio en la expresión en MØ-GM que en MØ-M. Se determinó que la respuesta diferencial a MTX de MØ depende de la expresión de timidilato sintasa (TS): los MØ-GM expresan TS y son susceptibles a MTX, mientras que los MØ-M y monocitos son TSbajo/- y refractarios a MTX. Se demostró el mecanismo molecular de la respuesta a MTX en MØ-GM, que viene determinado por el eje TS-p53. Los MØ de la membrana sinovial de pacientes con AR activa, pero no de la sinovial sana, expresan TS y p53, lo que explica la selectividad del MTX por MØ patológicos. La AR es una enfermedad inflamatoria crónica que causa destrucción ósea y articular. Las alteraciones patológicas de la AR son, en gran medida, consecuencia de la actividad de los MØ, cuya presencia en la membrana sinovial correlaciona con la severidad de la enfermedad. Sin embargo, el estado de polarización de los macrófagos en la AR seguía siendo indefinido. Para diseccionar el estado de polarización y los factores que contribuyen a la adquisición del mismo, se caracterizó transcripcional y fenotípicamente los MØ CD14+ aislados ex vivo del líquido sinovial de articulaciones con AR activa (CD14+LS-AR). Los resultados mostraron que los macrófagos CD14+LS-AR expresan marcadores pro-inflamatorios (MMP12, EGLN3, CCR2), y exhiben un perfil transcripcional que asemeja a la firma génica de los macrófagos pro-inflamatorios modulados por activina A. Experimentos in vitro sobre monocitos y macrófagos mostraron que el líquido sinovial promueve la adquisición de marcadores pro-inflamatorios y reduce significativamente los marcadores anti-inflamatorios y confirma la capacidad del líquido sinovial de promover la polarización pro-inflamatoria, que disminuye al neutralizar la activina A presente en el líquido sinovial. Asimismo, el análisis de inmunofluorescencia demostró la expresión de marcadores de polarización pro-inflamatorios dependientes de activina A (MMP12, PHD3, CCR2) en macrófagos de la membrana sinovial con AR activa. Se demostró que los MØ de las articulaciones con AR exhiben un estado de polarización pro-inflamatorio dependiente de activina A.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I, leída el 23-07-2015