Estudio de los efectos del tamoxifeno, raloxifeno y toremifeno sobre la regulación de la homeostasis del colesterol: impacto sobre el transporte reverso de colesterol desde los macrófagos

• Autores: María Eugenia Fernández Suárez
• Directores de la Tesis: Diego Gómez-Coronado Cáceres (dir. tes.), Javier Martínez-Botas Mateo (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: M. Josefa Toro Nozal (presid.), Ricardo José Bosch Martínez (secret.), Alberto Davalos Herrera (voc.), Joan Carles Escolà i Gil (voc.), Miguel Ángel Lasunción Ripa (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología humana
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e_Buah
• Resumen
  • español

    Los moduladores selectivos de los receptores de estrógenos (SERM) constituyen un grupo diverso de compuestos con actividad agonista o antagonista de estrógenos. En relación con estas acciones, el tamoxifeno, el toremifeno y el raloxifeno han acaparado gran interés clínico para el tratamiento de diversas patologías. Sin embargo, se conoce que estos fármacos poseen, además, un efecto hipocolesterolemiante, ya que reducen la concentración de LDL. En el caso del TAM se conoce que estimula la expresión del receptor de LDL y que este efecto es sinérgico con el de la lovastatina. Con estos antecedentes, nos propusimos estudiar los efectos del tamoxifeno, raloxifeno y toremifeno sobre diversos aspectos de la regulación de la homeostasis del colesterol y, especialmente, el impacto sobre el transporte reverso de colesterol desde los macrófagos. Comenzamos nuestro estudio con un barrido de expresión génica mediante microarrays en células MOLT-4 y HepG2 tratadas con cada uno de los SERM y en combinación o no con lovastatina. Observamos que los tres SERM aumentaron la expresión de los genes diana de las proteínas que se unen a los elementos regulados por esteroles (SREBP), efecto que fue, además, sinérgico cuando cada uno de estos fármacos se combinó con la lovastatina. En consonancia con ello, los SERM aumentaron el procesamiento de SREBP-2. Comprobamos también en distintos modelos celulares que, al igual que se había descrito para el tamoxifeno en células MOLT-4, el raloxifeno y el toremifeno inhibían el tráfico intracelular del colesterol suministrado con LDL o, en el caso de los macrófagos, LDL acetiladas, produciendo un fenotipo compatible con la acumulación de colesterol libre en los endosomas tardíos/lisosomas. Esta inhibición del tráfico podía explicar el aumento del procesamiento de SREBP y la expresión de sus genes diana. Por otro lado, los SERM disminuyeron la expresión de genes diana de LXR, especialmente la de ABCA1 y ABCG1. De manera compatible con los efectos celulares de los SERM, estos inhibieron la exportación de [3H]colesterol de los macrófagos tanto humanos como de ratón hacia la apolipoproteína A-I y, más levemente, hacia las HDL. En un modelo de ratón, el tratamiento oral con raloxifeno y, en mayor medida, con tamoxifeno disminuyeron la concentración de colesterol-HDL y alteraron la composición de estas partículas. Esto se asoció a sendos aumentos en el catabolismo de HDL-oleato de [3H]colesterol y de la expresión hepática del receptor SR-BI. Además, dichos SERM disminuyeron la capacidad de las HDL para promover la exportación de [3H]colesterol por los macrófagos. Finalmente, analizamos el efecto del tratamiento con estos SERM sobre el transporte reverso de colesterol desde macrófagos cargados con [3H]colesterol e inyectados intraperitonealmente. El tamoxifeno, pero no el raloxifeno, disminuyó las cantidades de trazador en el suero, hígado y heces. Ambos fármacos, aunque en mayor medida el tamoxifeno, redujeron la expresión hepática de ABCG5 y ABCG8. Podemos concluir que, mediante la inhibición del tráfico intracelular de colesterol, el tamoxifeno, raloxifeno y toremifeno interfieren en los mecanismos reguladores de la homeostasis celular del colesterol. Más particularmente, los SERM reducen la exportación de colesterol por los macrófagos, especialmente la mediada por ABCA1. In vivo, el tamoxifeno y el raloxifeno reducen la concentración de colesterol-HDL en ratones mediante la aceleración de su catabolismo, a la vez que alteran la composición y funcionalidad de las HDL. Sin embargo, el tamoxifeno, pero no el raloxifeno, disminuye el transporte reverso de colesterol desde los macrófagos, efecto probablemente debido a la inhibición de la salida del colesterol desde dichas células y, en menor grado, a la reducción de la excreción hepática mediada por ABCG5 y ABCG.

  • English

    Selective estrogen receptor modulators (SERMs) are nonsteroidal molecules that display an estrogen‐agonist or estrogen‐antagonist effect depending on the tissue targeted. Owing to these actions, tamoxifen, toremifene and raloxifene have attracted great clinical interest for the treatment of several pathologies. However, it is known that these agents also display hypocholesterolemic effects, as they reduce the concentration of LDL. Particularly, TAM stimulates the expression of the LDL receptor and this effect is synergistic with that of lovastatin. With this background we aimed to study the effects of tamoxifen, raloxifene and toremifene on different aspects of the regulation of cholesterol homeostasis and, especially, their impact on reverse cholesterol transport from macrophages. We began our study with the analysis of the gene expression profiling by microarrays in MOLT‐4 and HepG2 cells treated with each of the SERMs combined or not with lovastatin. We observed that the three SERMs increased the expression of sterol regulatory element‐binding protein (SREBP) target genes and that this effect was synergistic when each SERM was combined with lovastatin. In keeping with this, SERMs increased SREBP‐2 processing. Additionally, we proved in different cell models that, as originally described for tamoxifen in MOLT‐4 cells, raloxifene and toremifene also inhibit the intracellular trafficking of cholesterol supplied with LDL or, in the case of macrophages, acetylated LDL, thereby producing a phenotype compatible with free cholesterol accumulation in late endosomes/lysosomes. This inhibition could explain the SERM‐induced increase of SREBP processing and the overexpression of SREBP target genes. On the other hand, SERMs decreased the expression of LXR target genes, especially that of ABCA1 and ABCG1. Consistently with their cellular effects, SERMs inhibited [3H]cholesterol efflux from both human and mouse macrophages to apolipoprotein A‐I and, more slightly, to HDL. In a mouse model, oral treatment with raloxifene and, more strongly, with tamoxifen decreased the concentration of HDL‐ cholesterol and altered the composition of these particles. These effects were associated with increases in the catabolism of HDL‐[3H]cholesterol‐oleate and in the hepatic expression of the receptor SR‐BI. Furthermore, the SERMs decreased the ability of HDL to promote [3H]cholesterol efflux from macrophages. Finally, we analyzed the effect of these SERMs on reverse cholesterol transport from macrophages loaded with [3H]cholesterol and injected intraperitoneally. Tamoxifen, but not raloxifene, decreased the amount of tracer in the serum, liver and feces. Both drugs, although more markedly tamoxifen than raloxifene, reduced the hepatic expression of ABCG5 and ABCG8. We conclude that, by inhibiting intracellular cholesterol trafficking, tamoxifen, raloxifene and toremifene interfere with the regulatory mechanisms controlling cellular cholesterol homeostasis. More particularly, SERMs reduce cholesterol efflux from macrophages, especially that mediated by ABCA1. In vivo, tamoxifen and raloxifene reduce the concentration of HDL cholesterol in mice by accelerating its catabolism, while they alter HDL composition and functionality. However, tamoxifen, but not raloxifene, lowers macrophage‐specific reverse cholesterol transport, an effect that is likely due to the inhibition of cholesterol efflux from these cells and, to a lesser extent, to the reduction of the hepatic excretion mediated by ABCG5 and ABCG8.