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Proyectos de investigación

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Nuevos mensajeros en el interactoma de las células hepáticas y extrahepáticas en la enfermedad del hígado graso no alcohólico con valor diagnóstico

XIX Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia (Convocatoria 2018)

Diálogo intercelular e interactoma: implicaciones patológicas

Investigador Principal: Ángela María Martínez Valverde

Centro de investigación o Institución: Instituto de Investigaciones Biomédicas "Alberto Sols". CSIC-Universidad Autónoma de Madrid.

Sinopsis

Antecedentes y objetivos: La comunicación célula-célula mediada por las vesículas extracelulares (EV) es un campo emergente en la progresión de la enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA). Por ello, el papel de los EV en el interactoma de las células hepáticas, particularmente los hepatocitos y macrófagos/células de Kupffer es de alto interés. En este proyecto hemos caracterizado la fracción de los exosomas de las EV secretadas por los hepatocitos en condiciones lipotóxicas de la EHGNA, su impacto en la inflamación de los macrófagos/células de Kupffer y, en última instancia, su efecto en la señalización de la insulina de los hepatocitos.

Métodos: Ratones machos C57BL/6J se alimentaron con una dieta estándar (CHD) o alta en grasas (HFD) durante 14 semanas. La fracción enriquecida en exosomas (Exos) se aisló de: 1) hepatocitos de ratones alimentados con dieta CHD sin (ExoCHD) o con tratamiento con ácido palmítico (ExoPA).  2) hepatocitos de ratones alimentados con HFD (ExoHFD).  Se realizó un análisis lipidómico para identificar el tráfico de ácidos grasos saturados entre los hepatocitos y macrófagos mediado por los exosomas en un contexto lipotóxico. Para analizar los efectos in vivo de los exosomas sobre la inflamación del hígado y la señalización de la insulina, ratones macho C57BL/6J recibieron inyecciones intravenosas con los exosomas.

Resultados: El análisis de la fracción lipídica de los exosomas mostró un aumento del contenido en C:16 (ácido palmítico, PA) y C:18 (ácido esteárico, SA) en los exosomas secretados por los hepatocitos sometidos a estrés lipotóxico (ExoPA o ExoHFD) en comparación con ExoCHD. Encontramos un perfil similar con respecto a los niveles intracelulares de PA, pero no de SA, en los hepatocitos secretores (sPH), lo que sugiere la presencia de elongasas de ácidos grasos en el cargo de los exosomas. Además, el contenido total de MUFA aumentó en las fracciones ExoPA y ExoHDF. Seguidamente, analizamos el contenido de ácidos grasos saturados en los macrófagos receptores (rM) y detectamos una elevación en el contenido de PA en los macrófagos tratados con ExoPA, mientras que los macrófagos que recibieron ExoHFD presentaban menor contenido en PA, pero mayor SA. Estos resultados apuntan a la transferencia de ácidos grasos saturados desde los exosomas secretados por los hepatocitos a los macrófagos receptores.

Por otro lado, los hígados de los ratones inyectados con ExoPA y ExoHFD, pero no con ExoCHD, mostraron una mayor activación de cascadas de señalización y de la expresión génica de marcadores proinflamatorios, así como la translocación nuclear de NF-kappaB a tiempo cortos tras la inyección. El análisis mediante inmunofluorescencia reveló la presencia de exosomas en las células de Kupffer a 2 h post-inyección. También investigamos si las células de Kupffer median la resistencia a la insulina en los hepatocitos en respuesta a inyecciones in vivo de exosomas lipotóxicos. Para ello, ratones macho recibieron inyecciones intravenosas de ExoPA o ExoCHD y tras 24 h se aislaron las células de Kupffer y se mantuvieron en cultivo durante 16 h. Seguidamente, se recogió el medio condicionado CM (CM-ExoCHD o CM-ExoPA) y se utilizó para tratar hepatocitos primarios durante 16 h, tras las cuales se analizó la señalización de insulina. Encontramos que la fosforilación de Akt (Ser473 y Thr308) disminuyó en los hepatocitos primarios expuestos al CM-ExoPA, lo que sugiere que los exosomas lipotóxicos inducen resistencia a la insulina de los hepatocitos, en parte a través de la activación de los macrófagos residentes en el hígado.

Conclusión: Nuestros resultados postulan que los ácidos grasos saturados son un componente esencial del cargo de los exosomas secretados por los hepatocitos en condiciones lipotóxicas y que se transfieren a los macrófagos/células de Kupffer, lo que desencadena respuestas inflamatorias. En los ratones que recibieron inyecciones de exosomas lipotóxicos, la inflamación del hígado concurría con la activación de las células de Kupffer y resistencia a la insulina en los hepatocitos.

 

Producción Científica
 
Artículos generados en Revistas 4
Comunicaciones en Congresos Nacionales 3
Comunicaciones en Congresos Internacionales 4

 

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