Efecto de la prostaglandina e2 exógena en la respuesta de las vías respiratorias del ratón a aeroalérgenos de ácaros del polvo
- Autores: Aida Herrerias Solsona
- Directores de la Tesis: Fernando de Mora Pérez (dir. tes.), César Picado Vallés (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Joaquín Sanchis Aldas (presid.), Jose Alberto Alfon Coriat (secret.), Manel Jordana (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La complejidad y el desconocimiento de gran parte de la patogenia del asma alérgica dificultan la identificación de nuevas dianas terapéuticas, un objetivo fundamental para una enfermedad cuya incidencia en los países más desarrollados está en alza. En la inducción de la disfunción respiratoria y de la inflamación alérgica características del asma participan un entramado complejo de moléculas y células inmunitarias. De entre las muchas moléculas estudiadas destacan las prostaglandinas (PG), productos de la actividad de las ciclooxigenasas (COX). Recientes investigaciones en pacientes asmáticos y en modelos de asma en el ratón apuntan hacia el posible efecto protector de algunas PG como la PGE2, particularmente en el pulmón. Sin embargo no se conocen los mecanismos mediante los cuales la PGE2 ejerce sus acciones beneficiosas. A partir de numerosos experimentos in vitro y algunos in vivo se deduce que el efecto protector de la PGE2 en el asma puede deberse a sus efectos antiinflamatorios e inmunosupresores. Se ha demostrado por ejemplo que esta PG es capaz de atenuar la actividad mastocitaria in vitro, mediante su interacción directa con los receptores prostanoides (EP) presentes en su superficie. Se sabe que la activación de estas células desencadena la liberación de diversidad de mediadores, muchos de los cuales podrían inducir los fenómenos de hiperreactividad bronquial (AHR) e inflamación. Cabe por lo tanto pensar en la posibilidad de modificar in vivo la respuesta asmática actuando sobre los mastocitos mediante el uso de agonistas o antagonistas de los receptores EP. El estudio de los mecanismos subyacentes a través de los cuales una molécula endógena, como es la PGE2, ejerce sus acciones beneficiosas en el asma sin duda redundará en el futuro en la identificación de dianas terapéuticas.
El objetivo general de esta tesis ha sido determinar la idoneidad del modelo de ratón sensible a ácaros del polvo (HDM) en la investigación básica de los mecanismos implicados en el asma alérgica y avanzar en el conocimiento de los mecanismos protectores de la PGE2 en el asma, para la futura identificación de nuevas dianas terapéuticas antiasmáticas. Para ello se utilizó un nuevo modelo de asma alérgica aguda inducida mediante la exposición vía intranasal de ratones Balb/c a extractos de HDM. En el primer subproyecto de esta tesis se contribuyó a caracterizar el modelo mediante la evaluación de la respuesta respiratoria en relación a la reactividad bronquial, el infiltrado celular pulmonar, el perfil de citocinas Th1/Th2 y la actividad de los mastocitos pulmonares en las vías respiratorias de dichos ratones. Posteriormente se estudió el impacto de la administración vía subcutánea de agonistas de los receptores prostanoides PGE2 y sulprostona, un agonista de los receptores EP1/EP3, en la respuesta respiratoria inducida por la exposición a HDM. En el segundo subproyecto se determinó la actividad de la vía endógena de la COX-2 / PG / EP en ratones tras la exposición a aeroalérgenos de HDM y posteriormente se evaluó el efecto de los agonistas de los receptores EP exógenos en las fluctuaciones de la vía endógena de la COX-2 inducidas por aeroalérgenos. En el tercer subproyecto se comprobó si el efecto protector de la PGE2 administrada vía intransal era similar al de la administrada vía subcutánea en ratones sensibles a HDM, en relación a la reactividad bronquial, el proceso inflamatorio y la actividad mastocitara en el pulmón. Finalmente se valoró cómo influía el momento de la administración local de PGE2 en distintos momentos durante el proceso de exposición a los aeroalérgenos, en su efecto beneficioso.
La exposición intranasal a HDM induce una clara disfunción respiratoria (AHR) y una intensa inflamación de tipo Th2 con predominancia de eosinófilos e incremento de la producción pulmonar de las citocinas IL-4, IL-5 e IL-13. Paralelamente a dichas alteraciones se observa un marcado aumento de la actividad, pero no del número, de mastocitos. Además, la exposición al alérgeno altera la vía endógena de la COX-2 a varios niveles: induce un aumento de la expresión de COX-2, PGE2 y PGI2 en el pulmón y aumenta la expresión local del receptor EP2, posiblemente como un mecanismo para frenar la progresión del asma. El tratamiento de los ratones con PGE2 vía subcutánea atenúa claramente el proceso inflamatorio, reduciendo sobretodo el número de eosinófilos. La disminución de la inflamación en los animales tratados se acompaña de una disminución de las citocinas Th2, IL-5 e IL-13, lo cual sugiere que el efecto de la PGE2 sobre la inflamación se debe en parte a su capacidad de atenuar la respuesta Th2. Además, en los mismos ratones la PGE2 inhibe con claridad la actividad de los mastocitos pulmonares, lo cual apunta directamente hacia los mastocitos como mediadores del papel atenuador de la inflamación que ejerce la PG. La sulprostona no reproduce el efecto de la PGE2 ni sobre la respuesta inflamatoria ni sobre la actividad de los mastocitos. Bajo las condiciones experimentales empleadas, ni la PGE2 ni la sulprostona administradas vía subcutánea, alteran la AHR inducida por exposición al alérgeno. Además de su efecto antiinflamatorio, la PGE2 exógena atenúa la vía endógena de la COX-2/PG, pero mantiene la sobreexpresión de EP2 inducida por el alérgeno. El efecto modulador de la respuesta respiratoria ejercido por la PGE2 administrada por vía respiratoria a ratones sensibles a HDM, es equivalente al de la PGE2 administrada por vía subcutánea en idénticas condiciones. Sólo cuando la administración local de PGE2 se realiza en fases tempranas bloquea completamente la AHR. Este efecto se acompaña de una menor inflamación y de una disminución en la producción de IL-4 pero no de IL-13 en el pulmón. Al mismo tiempo, la hiperactividad de los mastocitos pulmonares inducida por el alérgeno estaba significativamente disminuida. La atenuación de la respuesta de las vías aéreas provocada por el tratamiento temprano de PGE2, restringido a los primeros días de exposición a HDM, ocurrió a pesar de que los ratones continuaran expuestos a aeroalérgenos en ausencia del tratamiento.
Nuestros resultados contribuyen a consolidar el modelo HDM como idóneo para la investigación básica de los mecanismos implicados en el asma alérgica y para la búsqueda de dianas en el sistema COX-2/PGE2. Hemos demostrado en el modelo de ratón sensible a HDM el efecto inhibitorio de la PGE2 en la inflamación Th2 y en la AHR y apuntamos que dicho efecto puede estar mediado por la reducción de la actividad de los mastocitos pulmonares. Además la PGE2 exógena atenúa la actividad de la vía endógena de la COX-2/PG, pero mantiene elevada la expresión del receptor EP2 inducida por el alérgeno, lo cual sugiere que la sobreexpresión de EP2 es un fenómeno básico para que se produzca el efecto antiinflamatorio inducido por la PGE2 exógena. La equivalencia entre el efecto modulador de la PGE2 administrada por vía respiratoria y la administrada por vía subcutánea, sugiere que dicho efecto se debe esencialmente a su interacción con elementos celulares y/o moleculares locales y despierta el posible interés terapéutico de esta vía de administración. La eficacia del tratamiento local temprano, pero no del tratamiento en los últimos días, podría indicar que la PGE2 ejerce su efecto a través de mecanismos inmunomoduladores y de forma irreversible. El momento en el que se administra la PGE2 local es crucial para el efecto protector de esta en el asma.
Los hallazgos obtenidos en este trabajo conjuntamente con el avance en el conocimiento de los mecanismos por los que la PGE2 ejerce su efecto protector en el asma, pueden ayudar a identificar en el futuro nuevas dianas terapéuticas en el propio sistema respiratorio.
