Papel de la proteasa MT4 MMP como modulador de los monocitos patrulleros en el contexto inflamatorio

• Autores: Cristina Clemente Toribio
• Directores de la Tesis: Alicia García Arroyo (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Número de páginas: 306
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Sánchez Madrid (presid.), Maria Cristina Casals Carro (secret.), Carlos Cabañas (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    Los monocitos patrulleros son una población de leucocitos circulantes en la sangre encargados de rastrear el endotelio de los vasos, detectando daño celular y captando partículas nocivas tanto en condiciones de homeostasis como durante procesos inflamatorios. En nuestro trabajo hemos caracterizado el papel de la proteasa de matriz MT4-MMP (MMP17) en los monocitos patrulleros y los macrófagos en el contexto de inflamación. Tras confirmar la expresión de MT4-MMP en macrófagos durante peritonitis estéril y aterosclerosis, observamos que la ausencia de MT4-MMP conllevaba una acumulación de macrófagos tanto en la membrana peritoneal inflamada como en la placa de ateroma y que estos macrófagos expresan el factor de transcripción MafB y su gen diana AIM/CD5L. Asimismo, demostramos que los macrófagos carentes de MT4-MMP expresan mayores niveles del receptor CD36 y son más activos captando lípidos modificados lo que resulta en una aceleración de la aterosclerosis. En cuanto al mecanismo celular, la ausencia de MT4-MMP incrementa el número de monocitos patrulleros adheridos a la placa de ateroma incipiente y el bloqueo de dicho reclutamiento previene el acúmulo de macrófagos MafB+AIM/CD5L+, el depósito de lípidos y la aceleración de la aterosclerosis. Por tanto MT4-MMP parece regular primariamente la adhesión y reclutamiento temprano de los monocitos patrulleros durante el proceso inflamatorio. En este sentido, observamos que en ausencia de MT4-MMP hay una acumulación de la integrina αMβ2 en la membrana de los monocitos patrulleros y de los macrófagos peritoneales. Mediante ensayos in silico y de digestión in vitro determinamos que MT4-MMP es capaz de procesar la cadena αM de la integrina αMβ2, modulando así sus niveles en la membrana de los monocitos y macrófagos. Finalmente, mediante microscopía intravital demostramos in vivo que la ausencia de MT4-MMP aumenta el número de monocitos patrulleros capaces de rastrear el endotelio inflamado de manera dependiente de la integrina αMβ2.

    En resumen, este trabajo identifica a MT4-MMP como un nuevo regulador de la función de los monocitos patrulleros en el contexto inflamatorio mediante el procesamiento de la integrina αM. Como consecuencia, la ausencia de MT4-MMP aumenta el número de monocitos patrulleros que rastrean el endotelio inflamado que podría ser beneficioso en patologías como la enfermedad de Alzheimer, las metástasis pulmonares o las infecciones.

  • English

    Patrolling monocytes are a population of circulating leukocytes in the blood responsible for tracking the endothelium of the vessels, detecting cellular damage and capturing harmful particles both in homeostasis conditions and during inflammatory processes. In our work we have characterized the role of the MT4-MMP matrix protease (MMP17) in patrollling monocytes and macrophages in the context of inflammation.

    After confirming the expression of MT4-MMP in macrophages during sterile peritonitis and atherosclerosis, we observed that the absence of MT4-MMP involved an accumulation of macrophages both in the inflamed peritoneal membrane and in the atheroma plaque and that these macrophages express the MafB transcription factor and its target gene AIM/CD5L.We also show that macrophages lacking MT4-MMP express higher levels of the receptor CD36 and are more active in capturing modified lipids, resulting in an acceleration of atherosclerosis. The absence of MT4-MMP also increases the number of patrolling monocytes attached to the incipient atheroma plaque and blocking this recruitment prevents the accumulation of MafB+AIM/CD5L+macrophages, lipid deposits and acceleration of atherosclerosis. Therefore MT4-MMP seems to regulate primarily patrolling monocyte early adhesion and recruitment during inflammation. In this sense, we observe that in the absence of MT4-MMP there is an accumulation of the αMβ2 integrin in the membrane of the patrolling monocytes and the peritoneal macrophages. By in silico and in vitro digestion tests we determine that MT4-MMP is able to process the αM chain of the αMβ2 integrin, thus modulating its levels in the monocyte and macrophage membrane. Finally, through intravital microscopy we demonstrate in vivo that the absence of MT4-MMP increases the number of patrolling monocytes able to crawl on the inflamed endothelium in a manner dependent on the integrin αMβ2.

    In summary, this work identifies MT4-MMP as a new regulator of the function of patrolling monocytes through the processing of integrin αM. As a consequence, the absence of MT4-MMP increases the number of patrolling monocytes that crawl on the inflamed endothelium which could be beneficial in pathologies such as Alzheimer's disease, lung metastasis or infections.