Role of the ATX / LPA / LPARS axis in the fibrotic response of skeletal muscle
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Fibrosis se define como la acumulación excesiva de componentes de la matriz extracelular (MEC), y es una característica de diversas enfermedades crónicas. En esta situación patológica se reemplaza el tejido normal por MEC y existe una pérdida progresiva de la funcionalidad del tejido u órgano involucrado. Dentro de las patologías que conducen al desarrollo de fibrosis en el músculo esquelético se encuentran las distrofias musculares. Actualmente numerosos trabajos indican que la reducción de la fibrosis del músculo esquelético se asocia a una ganancia de la función y fuerza lo cual cobra relevancia terapéutica. A lo largo de los años se ha enfatizado en el estudio de factores proteicos como elementos gatillantes de fibrosis. No obstante, recientemente se ha correlacionado el desarrollo de fibrosis en distintos órganos/tejidos con la producción incrementada de ácido lisofosfatídico (LPA), un lisofosfolípido que señaliza a través de 6 receptores (LPARs, LPA1-6). El LPA es sintetizado principalmente por la enzima autotaxina (ATX) y degradado por fosfatasas de fosfato de lípidos (LPP). El tratamiento con antagonistas específicos de LPA1 y LPA3 previene la inducción de fibrosis dermal, pulmonar y renal en distintos modelos murinos. En su conjunto, estos antecedentes sugieren que LPA y sus receptores participan activamente de procesos fibróticos en diversos órganos. Resultados preliminares de nuestro laboratorio indican que el LPA puede inducir la expresión de del Factor 2 de Red de
Comunicación Celular, CCN2, también llamado Factor de Crecimiento del Tejido Conectivo (CTGF) en mioblastos. CCN2 es una proteína matricelular pro-fibrótica, la cual está aumentada en el músculo de pacientes con distrofia muscular de Duchenne (DMD) y en el ratón mdx, siendo este último el modelo más estudiado de la DMD. CCN2 también se encuentra incrementado el musculo de ratones deficientes para Sgcd (Sgcd-KO), modelo de distrofia muscular de cinturas (LGMD) y en el modelo de denervación muscular, los cuales conllevan el desarrollo de fibrosis. Experimentos de ganancia de función indican que la sobreexpresión de CCN2 en músculo esquelético de ratones wild type (WT) determina un incremento en marcadores de fibrosis como fibronectina, decorina y α-SMA, junto a una
pérdida en fuerza muscular. Por otra parte, experimentos de pérdida de función indican que la disminución de la fibrosis muscular en ratones mdx que presentan una deleción hemicigota para CCN2, (mdx/Ctgf+/-) y ratones mdx tratados con un anticuerpo neutralizante contra CCN2 (FG3019/Pamrevlumab) mejoran el fenotipo distrófico, la fuerza muscular y la
función locomotora. Similares hallazgos en la disminución de la fibrosis por la inhibición de CCN2 se han observado en músculo de ratones denervados o en un modelo animal para esclerosis lateral amiotrófica (ALS). Por los antecedentes mencionados, esta tesis se encuentra focalizada en el estudio del rol que cumple el LPA en la fibrosis del músculo esquelético y en particular, en la expresión de CCN2. En esta tesis demostramos que existe expresión de los receptores de LPA en el músculo esquelético y en progenitores fibro/adipogénicos (FAPs), células capaces de dar origen a miofibroblastos y responsables en gran medida de la síntesis de MEC. Además, demostramos que tanto el LPA como el agonista específico de LPA3, 2s-OMPT, inducen CCN2 en cultivo primario de progenitores FAPs y que la activación de AKT, ERK y JNK podrían estar participando en la inducción de este importante factor pro-fibrótico. Además, se determinó que existen niveles alterados de los LPARs en músculos fibróticos, indicando un posible aumento de la sensibilidad y respuesta del músculo a LPA en ese contexto patológico. Así mismo, demostramos que el músculo esquelético es capaz de responder al estímulo de LPA induciendo CCN2 y moléculas de la MEC como fibronectina
y colágeno. Se determinó también que el LPA induce un aumento significativo en el número de FAPs en el músculo y se estudió la participación del eje ATX / LPA / LPARs, en la fibrosis inducida por denervación a través de experimentos de pérdida de función de los LPA1 y LPA3, utilizando antagonistas y un modelo deficiente para LPA1 (LPA1-KO), donde
encontramos disminución de marcadores fibróticos a las 2 semanas de denervación muscular. Los resultados de esta tesis nos permiten concluir que el músculo esquelético y los FAPs expresan LPARs y que estos son capaces de responder a su estímulo induciendo una respuesta fibrótica, Así mismo, demostramos que el eje ATX / LPA / LPARs participa directamente en la inducción de la fibrosis en el modelo de denervación muscular. Nuestros resultados proveen información relevante para iniciar pruebas experimentales en modelos animales distróficos bloqueando el eje ATX / LPA / LPAR como un paso necesario en la búsqueda de nuevas herramientas terapéuticas en pacientes con distrofias musculares.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas con Mención en Biología Celular y Molecular)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022