Decorina

Dentro de la familia de SLRPs, la decorina es el proteoglicano que más extensamente ha sido estudiado. Este proteoglicano se encuentra de forma predominante en una elevada variedad de tejidos como la piel (Choi y col., 1989), cartílago (Rosenberg y col., 1985) o hueso (Fisher y col., 1983). Está compuesto de un núcleo proteico de unos 40 kDa y una sola cadena de GAG anclada a un residuo de serina en la parte aminoterminal de la proteína. El núcleo proteico de la decorina es dominado por una región central compuesta de unas diez unidades repetidas de leucinas de unos 21-26 residuos cada unidad. Muchos de los efectos biológicos de la decorina son atribuidos, en parte, a este dominio rico en leucinas (LRR). Este módulo

estructural permite el reconocimiento molecular en una gran variedad de procesos como adhesión celular, señales de transducción, reparaciones de DNA y procesamiento de RNA (Iozzo, 1997; Weber y col., 1996).

Una de las principales funciones asignadas a la decorina es la regulación del ensamblaje de la matriz extracelular mediante su interacción con las fibrilas de colágeno, principalmente de tipo I y presenta la capacidad de retardar la velocidad de degradación y de la fibrilogénesis in vitro. Los estudios genéticos utilizando ratones deficientes en decorina proporcionan una clara información del papel de este proteoglicano en la homeostasis del colágeno. A pesar de que estos animales crecen sin experimentar ninguna patología, un análisis extenso revela un fenotipo de fragilidad de piel, donde el colágeno dérmico exhibe una organización aberrante de fibrilas con un empaquetamiento anormal (Danielson y col., 1997). Además la decorina puede interaccionar con los colágenos de tipo II (Vogel y col., 1984), III (Thieszen y Rosenquist, 1994) y VI (Bidanset y col., 1992), fibronectina (Schmidt y col, 1987), trombospondina (Winnemoller y col, 1992) , C1q (Krumdieck y col, 1992) y el factor de transformación tumoral (TGF-β) (Yamaguchi y col, 1990), modulando a diferentes niveles la producción y ensamblaje de la matriz extracelular y, por lo tanto, el remodelaje del tejido conectivo.

La implicación de la decorina en el control del crecimiento celular ha estado ampliamente estudiada. En condiciones normales, en los fibroblastos quiescentes se detecta un aumento de la expresión de la decorina que esta potenciada con el tratamiento con IL-1β o de la dexametasona e inhibida por factores de crecimiento (como TGF-β, EGF), TNF-α y el ácido retinoico (Kahair y col., 1995; Laine y col., 2000; Mauviel y col., 1995, 1996). Sin embargo, la importancia de la decorina reside en su papel en la regulación del crecimiento tumoral. Las células epiteliales transformadas en una amplia variedad de carcinomas humanos incluyendo páncreas, próstata y mama raramente expresan decorina (Iozzo y Cohen, 1993). Por otro lado, la expresión ectópica de decorina recombinante induce la supresión de la proliferación de las células neoplásicas de varios orígenes histogénicos, y es atribuida en parte a la inducción de la expresión de p21W a f 1, el inhibidor de los complejos ciclina-cdk (Santra

y col.,1997). La decorina inhibe el fenotipo maligno de la línea carcinómica A321 (y otras líneas tumorales) mediante la activación del receptor de EGF (Epidermal growth factor). La dimerización y aumento de la fosforilación del receptor induce la activación de la vía de las MAP quinasas, una movilización de calcio intracelular y la inducción de la expresión de p21W a f 1 (Moscatello y col., 1998). Otro mecanismo de inhibición de la proliferación mediado por la decorina se ha descrito en células CHO (Chinese hamster ovary). Este efecto es provocado porque la decorina secuestra el TGF-β, un factor que induce la proliferación de este tipo celular (Yamaguchi y Ruoslahti, 1988; Yamaguchi y col., 1990).

La habilidad de la decorina para inhibir el crecimiento tumoral abre la posibilidad de utilizarla como terapia contra numeroso tipos de cánceres. De hecho se ha visto que para contrarrestar la invasión de las células tumorales, en los lugares periféricos al tumor se detecta una acumulación de la expresión de decorina. Por otro lado, el papel de la decorina como modulador de la formación de fibrilas de colágeno y su acción sobre el TGF-β, principal inductor de la secreción de proteínas de la matriz extracelular, también ha llevado a la utilización de la decorina en ensayos clínicos como posible terapia para patologías fibróticas ( Santra y col, 2000; Stander y col, 1998).

Objetivo general:

El objetivo general al iniciar este trabajo fue el estudio de las relaciones existentes entre los procesos de proliferación, activación celular y apoptosis en los macrófagos, prestando una especial atención en las vías de señalización encargadas de regular ya sea de forma conjunta o independientemente cada uno de estos procesos.

Objetivos concretos:

1. El papel de las quinasas MEK/ERK en los procesos de activación y proliferación.

2. Las vías de señalización implicadas en la supervivencia de los macrófagos inducidas por los factores de crecimiento como el M-CSF.

3. El mecanismo de inhibición de la proliferación inducido por el IFN-γ.

4. El efecto de drogas inmunomoduladoras como la ciclosporina A y el FK506 sobre la proliferación.

5. El efecto de componentes de la matriz extracelular como la decorina sobre la proliferación y activación de los macrófagos.

La supervivencia, pero no la proliferación, de los macrófagos en respuesta al M-CSF depende de la inducción de p21waf1 a través de la vía PI-3K/Akt

La homeostasis celular es un proceso crítico de los organismos multicelulares para mantener un balance entre la supervivencia, proliferación y muerte de las células. Los macrófagos derivados de la médula ósea necesitan el requerimiento constante de M-CSF para proliferar, sobrevivir y diferenciarse. Cuando el M-CSF es eliminado del medio, los macrófagos paran su ciclo celular a nivel de la fase G1. Si las condiciones de ausencia de factores de crecimiento persisten en el tiempo, los macrófagos experimentan una muerte celular por procesos de apoptosis.

En este trabajo, nos hemos centrado en intentar discernir si las vías de señalización implicadas en la proliferación y supervivencia de los macrófagos inducidas por el M-CSF son iguales o por el contrario se trata de vías independientes. En este sentido, hemos visto que el M-CSF induce la activación de las quinasas ERK-1/2 y de PI-3K. Mediante la utilización de inhibidores específicos de dichas vías de señalización, hemos podido demostrar que la proliferación y la supervivencia de los macrófagos inducidas por el M-CSF están reguladas por vías de señalización distintas e independientes. Así, mientras que la activación de ERK-1/2 es necesaria para la proliferación de los macrófagos, la supervivencia depende de la activación de la vía de señalización iniciada por PI- 3K. Además, hemos podido descartar la implicación en la supervivencia de otras proteínas activadas por el M-CSF como JNK, p38 y la p70S6 quinasa.

Trabajos previos de nuestro grupo demostraron que la inducción del inhibidor del ciclo celular p21waf1 por el IFN-γ es capaz de proteger a los macrófagos de la apoptosis inducida por el LPS o por la falta de factores de crecimiento. La expresión de p21waf1 y dicho efecto protector de la apoptosis también se observa tras la adhesión de los macrófagos al proteoglicano decorina presente en la matriz extracelular de la mayoría de los tejidos de los mamíferos. Puesto que hemos observado que el M-CSF también induce la expresión de p21waf1, decidimos analizar si esta expresión de p21waf1 inducida por el M-CSF también podía jugar un papel en la señalización hacia la supervivencia inducida

por este factor de crecimiento. El M-CSF induce la expresión de p21waf1 a través de la activación de la vía de PI-3K/Akt, sin estar afectada por la activación de ERK, sugiriendo que la expresión de p21waf1 depende de las vías de señalización hacia supervivencia pero no de la vía hacia proliferación.

Finalmente, para determinar si la inducción de p21waf1 es un mecanismo general utilizado para proteger a los macrófagos de la apoptosis inducida por la falta de factores de crecimiento, hemos analizado otros estímulos que inducen supervivencia en los macrófagos. Así, tanto la ciclosporina A como la decorina protegen de la apoptosis inducida por la falta de factores de crecimiento mediante la inducción de la expresión de p21waf1 a través de la vía de señalización iniciada por PI-3K/Akt en respuesta a estos estímulos.

M-CSF-dependent survival of macrophages, but not proliferation, involves