Papel de la Lamina A/C en la enfermedad cardiovascular asociada al envejecimiento.

• Autores: Alberto del Monte Monge
• Directores de la Tesis: Vicente Andrés García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2020
• Idioma: español
• Número de páginas: 167
• Tribunal Calificador de la Tesis: Purificacion Muñoz Canoves (presid.), Magda R. Hamczyk (secret.), Lisardo Boscá (voc.), Jose Martinez Gonzalez (voc.), Luis Miguel Blanco Colio (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias Moleculares por la Universidad Autónoma de Madrid
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    Las enfermedades cardiovasculares (ECVs) son la primera causa de mortalidad en el mundo. El envejecimiento y la hipercolesterolemia son dos factores de riesgo cardiovascular muy importantes. La lamina A/C es una proteína nuclear codificada por el gen LMNA que juega un papel estructural y regulador de diversas funciones celulares.

    El objetivo de este trabajo de Tesis Doctoral ha sido estudiar el papel del envejecimiento y la hipercolesterolemia sobre la expresión de lamina A/C y su posible efecto sobre la ECV asociada. Por un lado, observamos un descenso en los niveles de lamina A/C en el sistema inmune humano y de ratón durante el envejecimiento. Además, demostramos que la hipercolesterolemia está asociada a una disminución de la expresión de lamina A/C en leucocitos de ratón. Experimentos funcionales de trasplante de ratones deficientes en Ldlr (Ldlr-/-, del inglés Low-density lipoprotein receptor) utilizando médula ósea (MO) Lmna-/- y silvestre (WT: Wild-type) (MO Lmna-/- Ldlr-/- y MO WT Ldlr-/-, respectivamente) demostraron un aumento en el desarrollo de arteriosclerosis en la arteria aorta y en arterias carótidas de los ratones MO Lmna-/- Ldlr-/- alimentados con dieta grasa (DG) en comparación con los controles MO WT Ldlr-/-, sin que los parámetros fisiológicos básicos estuvieran alterados. El aumento de arteriosclerosis en ratones hipercolesterolémicos carentes de lamina A/C en las células del sistema inmune estaba asociado a un aumento de la extravasación de leucocitos y a una menor velocidad de movimiento de los leucocitos extravasados. De acuerdo con los resultados anteriores, demostramos mediante experimentos in vitro que los monocitos proinflamatorios Lmna-/- migraban con mayor facilidad a través de constricciones de pequeño tamaño, pero eran más lentos al desplazarse en ausencia de constricciones.

    Por otra parte, observamos un descenso en los niveles de lamina A/C durante el envejecimiento en tejido arterial humano y de ratón debido a una disminución de la expresión en células de músculo liso vascular (CMLVs) y células endoteliales. Para profundizar en el papel de lamina A/C en el desarrollo de ECV, desarrollamos el modelo de ratón Lmnaflox/flox SM22αCre, deficiente en lamina A/C en CMLVs, cardiomiocitos, y fibroblastos cardíacos. En comparación con los controles, los ratones Lmnaflox/flox SM22αCre morían prematuramente (vida media ≈ 5 semanas) y mostraban una pérdida grave de función cardíaca en ambos ventrículos, así como problemas de conducción eléctrica en el corazón. Además, los ratones Lmnaflox/flox SM22αCre mostraron fibrosis cardíaca asociada a la expresión exacerbada de marcadores de miofibroblastos (FSP- 1 y SMA). En resumen, nuestros resultados sugieren que el descenso de la lamina A/C contribuye al desarrollo de ECVs asociadas al envejecimiento e hipercolesterolemia.

    Serán necesarios más estudios para determinar los mecanismos moleculares que subyacen a esta nueva función reguladora de la lamina A/C en el envejecimiento y la ECV

  • English

    Cardiovascular disease (CVD) is the main cause of mortality worldwide. Aging and hypercholesterolemia are critical cardiovascular risk factors. Lamin A/C, encoded by the LMNA gene, are nuclear proteins that play important structural roles and regulate a broad range of cellular function. In this Doctoral Thesis, we studied the regulation of lamin A/C by aging and hypercholesterolemia, and its possible role in CVD. We observed an age dependent decrease in lamin A/C expression in human and mouse immune cells.

    Likewise, hypercholesterolemia is associated with lower lamin A/C expression in mouse leukocytes. We next performed functional studies by reconstituting lethally-irradiated low-density lipoprotein receptor mice (Ldlr-/-) with wild-type or Lmna-null (Lmna-/-) bone marrow (BM-WT Ldlr-/-, BM-Lmna-/- Ldlr-/-, respectively). We found higher atherosclerosis burden in aorta and carotid arteries of BM-Lmna-/- Ldlr-/-mice fed high fat diet for 6 weeks compared with BM-WT Ldlr-/- controls, without significant changes in circulating blood cell populations, body weight and lipid profile. Augmented atherosclerosis in BM- Lmna-/- Ldlr-/- mice was associated with increased leukocyte migration, although their migration velocity within the tissue was lower. Consistent with these findings, Lmna-/- proimmflamatory monocytes migrated in vitro more easily through small constrictions but exhibited slower velocity when passing through straight channels without constrictions. We also found a significant downregulation of lamin A/C in aged mouse and human arterial tissue, due to diminished expression in both smooth muscle cells (SMCs) and endothelial cells. To further investigate the role of A-type lamins in CVD, we generated a mouse model with genetic disruption of Lmna specifically in SMCs, cardiomyocytes and cardiac fibroblasts (Lmnaflox/flox SM22αCre). Compared with controls, Lmnaflox/flox SM22αCre mice died prematurely (average life span: 5 weeks) and exhibited cardiac alterations, including defective conduction and repolarization, severe left ventricle and right ventricle dysfunction. Remarkably, Lmnaflox/flox SM22αCre developed prominent interstitial cardiac fibrosis associated with augmented expression of FSP-1 and SMA. Collectively, our results suggest that lamin A/C downregulation contributes to CVD during aging and in the setting of hypercholesterolemia. Future studies will examine the molecular mechanisms underlying these new regulatory functions of lamin A/C in aging and CVD