Resumen de Modulación de la autofagia como posible diana terapeutica durante la disfunción endotelial y la fibrosis hepática
La disfunción endotelial juega un papel esencial en el daño hepático, aunque la regulación fenotípica de las células endoteliales sinusoidales del hígado (LSEC) todavía no se conoce con claridad. El estrés oxidativo está implicado en el desarrollo y la progresión de la disfunción endotelial y la fibrosis. La autofagia es un sistema protector endógeno crítico para mantener la homeostasis celular que regula de forma importante la respuesta antioxidante en muchos tipos celulares aunque se desconoce su contribución en las LSEC. Espermidina (SPD) es una poliamina capaz de activar la autofagia y con efectos beneficiosos en el endotelio cardiovascular. Teniendo en cuenta que el estrés oxidativo tiene un papel fundamental en la disfunción endotelial y la fibrosis, la importancia de la autofagia en diferentes enfermedades hepáticas y su papel protector frente al estrés oxidativo el objetivo de la tesis es investigar el papel de la autofagia en la regulación de la disfunción endotelial y el impacto de su manipulación durante el daño hepático. La tesis se divide en dos estudios cuyas hipótesis son:
Estudio 1: Defectos en la autofagia de las LSEC pueden contribuir a la amplificación del daño hepático y a la disfunción endotelial favoreciendo la inducción del proceso fibrogénico.
Estudio 2: Potenciar la autofagia mejora la respuesta al daño al disminuir las mitocondrias disfuncionantes, aliviar el estrés oxidativo, mejorar el fenotipo de la LSEC y la fibrosis hepática.
Para validar la hipótesis 1 aislamos LSEC primarias de ratones con un bloqueo específico de la autofagia endotelial (ratones Atgendo) después de inducirles un daño hepático por CCl4. Se evaluó la fibrosis hepática analizando el tejido hepático global y las células estrelladas primarias de estos ratones. Se evaluó en células endoteliales el flujo autofágico, la función microvascular, la biodisponibilidad de óxido nítrico, el contenido de superóxido celular y la respuesta antioxidante.
Los resultados del estudio 1 mostraron que la autofagia mantiene la homeostasis de las LSEC y que se sobreregula durante la capilarización in vitro e in vivo. La infraregulación genética y farmacológica de la autofagia endotelial aumentó el estrés oxidativo in vitro. Durante la lesión hepática in vivo, la pérdida selectiva de la autofagia endotelial conllevó una mayor disfunción endotelial y una reducción de la biodisponibilidad del óxido nítrico intrahepático. La pérdida de la autofagia también promovió la incapacidad de las LSEC para manejar el estrés oxidativo y agravar la fibrosis hepática. Las conclusiones del estudio 1 son que la autofagia contribuye a mantener el fenotipo endotelial y protege a las LSEC del estrés oxidativo durante las fases tempranas de la lesión hepática. Potenciar selectivamente la autofagia en las LSEC durante las fases tempranas de la enfermedad hepática podría ser una atractiva diana terapéutica para modificar el curso natural de la enfermedad y prevenir la progresión de la fibrosis.
Para validar la hipótesis 2 se evaluó el impacto del tratamiento con espermidina sobre la autofagia y el fenotipo endotelial in vitro en LSEC de ratón (TSEC). Se pretrataron TSEC con espermidina y se indujo estrés oxidativo mediante la adición de H2O2 y se evaluó el daño mitocondrial y la viabilidad celular. Se administró a ratones wild-type espermidina en el agua de bebida durante dos semanas y se les indujo daño por CCl4 durante dos semanas más de forma concomitante a la espermidina. Otro grupo de ratones wild-type recibieron espermidina en el agua de bebida durante dos semanas y continuaron de forma concomitante con una dieta deficiente en colina con 60% kcal de grasa (CDAAH, Br J Pharmacol. 2018) durante las 9 semanas siguientes. En ambos modelos de ratones se evaluaron niveles de autofagia y su impacto en el daño hepático, disfunción endotelial, estrés oxidativo, fenotipo mitocondrial, respuesta inflamatoria y fibrosis hepática.
Los resultados del estudio 2 mostraron que espermidina activó la autofagia in vitro y en el tejido hepático global in vivo. La potenciación de la autofagia con espermidina mejoró la respuesta endotelial al estrés oxidativo, aumentando la viabilidad y mejorando el fenotipo mitocondrial. En el modelo de CCl4 se observó una reducción del estrés oxidativo mitocondrial contribuyendo todo ello a una mejoría del fenotipo endotelial y a la fibrosis hepática. Los ratones NASH tratados con espermidina mostraron una mejora del fenotipo metabólico, un efecto hepatoprotector con alivio en la disfunción endotelial y en el grado de fibrosis. Se observaron cambios en el grado del ballooning hepatocitario pero no en la esteatosis. Espermidina también redujo en este modelo el estrés oxidativo mitocondrial mejorando el fenotipo mitocondrial al activar la mitofagia. Finalmente espermidina también tuvo un efecto antiinflamatorio en los ratones NASH caracterizados por la desactivación del inflamasoma NLRP3 y una reducción del fenotipo proinflamatorio de los macrófagos. Las conclusiones del estudio 2 son que la potenciación de la autofagia con espermidina mejora la respuesta endotelial al estrés oxidativo al eliminar las mitocondrias disfuncionantes y mejora el fenotipo endotelial y la fibrosis durante la progresión de la fibrosis en el modelo de CCl4 y de NASH.
La conclusión general de la tesis es que la potenciación de la autofagia con espermidina puede ser una nueva estrategia terapéutica para prevenir la disfunción endotelial y la progresión de la fibrosis hepática.
