Disrupción homeostática endotelial inducida por los anticuerpos antifosfolípidos : cambios en el potencial mitocondrial, activación de autofagia y mTOR como mecanismos reguladores

RESUMEN: Disrupción homeostática endotelial inducida por los anticuerpos antifosfolípidos: cambios en el potencial mitocondrial, activación de autofagia y mTOR como mecanismos reguladores. Introducción. El SAF es una enfermedad autoinmune en la cual anticuerpos antifosfolípidos (aAFL) causan alterac...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Rodríguez Colorado, Carlos Mario
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión aceptada para publicación
Fecha de publicación:2019
País:Colombia
Institución:Universidad de Antioquia
Repositorio:Repositorio UdeA
Idioma:español
OAI Identifier:oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/14497
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10495/14497
Access Level:acceso embargado
Palabra clave:Síndrome antifosfolípido
Antiphospholipid Syndrome
Proteína Reguladora Asociada a mTOR
Regulatory-Associated Protein of mTOR
Autofagia
Autophagy
SAF
mTOR
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Endothelial Homeostatic Disruption Induced by the Antiphospholipid Antibodies : Changes in the Mitochondrial Potential, Activation of Autophagy and mTOR As Regulatory Mechanisms
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Rodríguez Colorado, Carlos Mario
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Álvarez Gómez, Ángela María
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description RESUMEN: Disrupción homeostática endotelial inducida por los anticuerpos antifosfolípidos: cambios en el potencial mitocondrial, activación de autofagia y mTOR como mecanismos reguladores. Introducción. El SAF es una enfermedad autoinmune en la cual anticuerpos antifosfolípidos (aAFL) causan alteraciones trombóticas y de la gestación. Actualmente, se conocen muchos de los mecanismos implicados en la patogénesis asociados a trombosis y morbilidad gestacional, sin embargo, recientemente se han descrito mecanismos subyacentes que cobran importancia por su asociación con alteraciones metabólicas, inflamatorias y, en general, de la homeostasis celular, que afectan organelas de forma específica y generan desregulación en procesos celulares de vital importancia. Uno de estos mecanismos es la alteración del potencial mitocondrial, ya que por el papel que juega esta organela en la regulación de procesos energéticos y metabólicos, afecta mecanismos reguladores de la homeostasis. Algunos de los mecanismos influenciados por la función mitocondrial son la activación de autofagia y la proliferación celular; lo último, relacionado con la activación de proteínas que hacen parte de la señalización vía PI3K, como mTOR. Este complejo de proteínas tiene la capacidad de activar la proteína S6 ribosomal (S6RP) lo cual induce un aumento de síntesis de proteínas y la entrada al ciclo celular. La activación de estos mecanismos se ha descrito en otras enfermedades autoinmunes como el Lupus Eritematoso Sistémico (LES), y también en el cáncer, donde se ha observado que dichos mecanismos se asocian a la supervivencia celular y pueden llevar a un descontrol de los procesos metabólicos. Materiales y métodos. Se realizó una aproximación in vitro, usando un modelo de células endoteliales, que fueron estimuladas con IgG de pacientes con y sin aAFL y manifestaciones clínicas como morbilidad gestacional, trombosis vascular o ambas, así como pacientes con antecedentes de éxito gestacional y con morbilidad gestacional sin presencia de aAFL. Se seleccionaron algunos parámetros como la función mitocondrial, la autofagia, la activación de mTOR y su repercusión en la proliferación celular, además de algunos marcadores de inflamación. Sobre los parámetros afectados por los aAFL se determinó el efecto de las ATL. Para evaluar dichos parámetros se usaron técnicas de citometría de flujo, Western blotting y ELISA. Resultados. Los aAFL de pacientes con morbilidad gestacional y trombosis vascular aumentaron la hiperpolarización mitocondrial, la activación de mTOR, la entrada al ciclo celular y la autofagia; esta última también aumentada por aAFL de pacientes con trombosis vascular aislada. No se observaron efectos de los aAFL sobre la producción de las dos citoquinas proinflamatorias seleccionadas, ni tampoco efectos importantes de las ATL sobre los parámetros evaluados. Conclusiones. En el SAF se observan alteraciones metabólicas similares a las observadas en el cáncer o en otras enfermedades autoinmunes como el LES, en las cuales se genera un descontrol de mecanismos como la proliferación celular y la autofagia, partiendo de una alteración de la función mitocondrial. En esta enfermedad, esto se refleja clínicamente en manifestaciones como la trombosis vascular por hiperplasia de la íntima, la cual causa oclusión de la luz de los vasos sanguíneos, pero también en un SAF de fenotipo inflamatorio en el cual la activación de autofagia y de proteínas como mTOR, inducen un aumento en la proliferación no solo de células endoteliales sino de linfocitos que lleva a diferentes tipos de daño celular y podría explicar la variedad de manifestaciones clínicas de los pacientes con SAF. Teniendo en cuenta los resultados de este estudio, se propone usar en futuras investigaciones fármacos como la rapamicina y la hidroxicloroquina, ya que de esa forma se podría obtener más información que ayude a promover el uso entre pacientes con manifestaciones del SAF asociadas a la activación de mTOR y la autofagia.
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Actualmente, se conocen muchos de los mecanismos implicados en la patogénesis asociados a trombosis y morbilidad gestacional, sin embargo, recientemente se han descrito mecanismos subyacentes que cobran importancia por su asociación con alteraciones metabólicas, inflamatorias y, en general, de la homeostasis celular, que afectan organelas de forma específica y generan desregulación en procesos celulares de vital importancia. Uno de estos mecanismos es la alteración del potencial mitocondrial, ya que por el papel que juega esta organela en la regulación de procesos energéticos y metabólicos, afecta mecanismos reguladores de la homeostasis. Algunos de los mecanismos influenciados por la función mitocondrial son la activación de autofagia y la proliferación celular; lo último, relacionado con la activación de proteínas que hacen parte de la señalización vía PI3K, como mTOR. Este complejo de proteínas tiene la capacidad de activar la proteína S6 ribosomal (S6RP) lo cual induce un aumento de síntesis de proteínas y la entrada al ciclo celular. La activación de estos mecanismos se ha descrito en otras enfermedades autoinmunes como el Lupus Eritematoso Sistémico (LES), y también en el cáncer, donde se ha observado que dichos mecanismos se asocian a la supervivencia celular y pueden llevar a un descontrol de los procesos metabólicos. Materiales y métodos. Se realizó una aproximación in vitro, usando un modelo de células endoteliales, que fueron estimuladas con IgG de pacientes con y sin aAFL y manifestaciones clínicas como morbilidad gestacional, trombosis vascular o ambas, así como pacientes con antecedentes de éxito gestacional y con morbilidad gestacional sin presencia de aAFL. Se seleccionaron algunos parámetros como la función mitocondrial, la autofagia, la activación de mTOR y su repercusión en la proliferación celular, además de algunos marcadores de inflamación. Sobre los parámetros afectados por los aAFL se determinó el efecto de las ATL. Para evaluar dichos parámetros se usaron técnicas de citometría de flujo, Western blotting y ELISA. Resultados. Los aAFL de pacientes con morbilidad gestacional y trombosis vascular aumentaron la hiperpolarización mitocondrial, la activación de mTOR, la entrada al ciclo celular y la autofagia; esta última también aumentada por aAFL de pacientes con trombosis vascular aislada. No se observaron efectos de los aAFL sobre la producción de las dos citoquinas proinflamatorias seleccionadas, ni tampoco efectos importantes de las ATL sobre los parámetros evaluados. Conclusiones. En el SAF se observan alteraciones metabólicas similares a las observadas en el cáncer o en otras enfermedades autoinmunes como el LES, en las cuales se genera un descontrol de mecanismos como la proliferación celular y la autofagia, partiendo de una alteración de la función mitocondrial. En esta enfermedad, esto se refleja clínicamente en manifestaciones como la trombosis vascular por hiperplasia de la íntima, la cual causa oclusión de la luz de los vasos sanguíneos, pero también en un SAF de fenotipo inflamatorio en el cual la activación de autofagia y de proteínas como mTOR, inducen un aumento en la proliferación no solo de células endoteliales sino de linfocitos que lleva a diferentes tipos de daño celular y podría explicar la variedad de manifestaciones clínicas de los pacientes con SAF. Teniendo en cuenta los resultados de este estudio, se propone usar en futuras investigaciones fármacos como la rapamicina y la hidroxicloroquina, ya que de esa forma se podría obtener más información que ayude a promover el uso entre pacientes con manifestaciones del SAF asociadas a la activación de mTOR y la autofagia.ABSTRACT: Endothelial homeostatic disruption induced by the antiphospholipid antibodies: changes in the mitochondrial potential, activation of autophagy and mTOR as regulatory mechanisms. Introduction. The Antiphospholipid Syndrome (APS) is an autoimmune disease in which antiphospholipid antibodies (aPL) trigger thrombosis and pregnancy morbidity. Evidence shows several mechanisms in APS that can explain the development of thrombosis and pregnancy morbidity and their association with alteration in the coagulation cascade and some inflammatory events. Recently has been described other mechanisms related to homeostatic disruption observed in some diseases such as cancer and systemic lupus erythematosus (SLE). Activation of autophagy and increased cell proliferation was observed in these diseases, originated in mitochondria by potential membrane alterations, which disturbs cellular homeostasis. One of the intracellular pathways affected is PI3K signaling, specifically proteins as mammalian target of rapamycin (mTOR), that activates S6 ribosomal protein (S6RP) which induces an increase of protein synthesis and entrance to the cell cycle. This results in cell proliferation and it can be potentiated by autophagy activity for survival induction, which has implications in tumors growth, lymphocyte proliferation, development of cancer and autoimmunity. We propose that autophagy and mTOR signaling can play role as two pathways involved in development of thrombotic APS, affecting particularly endothelial cells, leading to a vascular intimal hyperplasia that prompt patients to thrombotic events. Material and methods. An in vitro approach was performed using a human vein endothelial cell model, stimulated with IgG of patients with and without aPL and clinical manifestations of APS, such as pregnancy morbidity, vascular thrombosis, or both, as well as women with successful pregnancy and pregnancy morbidity without aPL. Mitochondrial function, autophagy and mTOR activation were evaluated using a molecular approach and its repercussion in cell proliferation, also the evaluation of some inflammation markers was performed. The modulator action of aspirin triggered lipoxins (ATL) was evaluated for all parameters altered in the presence of aPLs, . The selected techniques for evaluations were: flow cytometry, western blott and ELISA. Results. The aPL from patients with pregnancy morbidity and vascular thrombosis increased the mitochondrial hyperpolarization, mTOR activation, cell cycle entrance and autophagy; the last one was also increased by aPL from patients with only vascular thrombosis. No effects have found in inflammation biomarkers and in the same way, no effects were observed with co-treatment with ATL and aPLs. Conclusions. In the present manuscript, we described autophagy and mTOR pathway as two mechanisms hyperactivated in endothelial cells induced by aPL from patients with different clinical manifestations of APS. This one was also observed in cancer and other autoimmune diseases as SLE, with increased cell proliferation in addition to the autophagy activity. Cell proliferation is evidenced by vascular endothelial hyperplasia, which promotes the occlusion of vessel lumen and a prothrombotic environment in APS patients. In addition, the increased endothelial cell proliferation impacts other cells like lymphocytes, monocytes and trophoblasts, and according to their function triggers activation of several mechanisms, and in consequence different clinical manifestations in APS. These findings allow promoting the use of rapamycin and hydroxychloroquine in future research for therapeutics of APS, due to selective inhibition of the two pathways activated by aPL in our model.Grupo ReproducciónMedellín,ColombiaCadavid Jaramillo, Ángela PatriciaÁlvarez Gómez, Ángela María2020-05-21T04:09:53Z2020-05-21T04:09:53Z2019info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcchttps://purl.org/redcol/resource_type/TMTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría86application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10495/14497spaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)info:eu-repo/semantics/embargoedAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_f1cfhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/reponame:Repositorio UdeAinstname:Universidad de Antioquiainstacron:Universidad de Antioquia2022-10-29T14:56:07Z
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