Estudio de las acciones de prostaglandinas ciclopentenonas sobre la activación de linfocitos T

Abstract

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 14-12-2015Prostaglandins (PGs) are lipid mediators involved in a wide variety of biological processes including infl ammatory responses, maintenance of cellular and tissue homeostasis and the regulation of pathophysiological processes. Cyclopentenone prostaglandins (CyPGs) include PGA1 and 15-deoxy-Δ12,14- PGJ2 (15d-PGJ2), which are formed by dehydration of PGE1 and PGD2, respectively. CyPGs exhibit anti-infl ammatory, anti-tumor and anti-viral properties by activating peroxisome proliferator activated receptor (PPAR)-ɣ or through covalent cysteine modifi cation of cellular proteins, altering their function. This work analyses 15d-PGJ2 and PGA1 actions in human T lymphocyte activation through the analysis of their infl uence on different parameters, including cell proliferation, cell viability, migration and gene expression. In general, the results obtained show an inhibitory effect of these CyPGs on T cell activation. They decreased cell proliferation, being this effect most evident in the case of 15d-PGJ2. They also negatively regulated T lymphocyte migration in response to the chemokine SDF-1α, with a decrease in actin fi lament polymerization. Moreover, 15d-PGJ2 and PGA1 interfered with T cell gene expression. In the presence of these CyPGs, the expression pattern of several genes involved in T lymphocyte physiology was altered, both in basal and after cell activation conditions. Expression of genes necessaries for immune response and infl ammatory process as IL-2, IL-6, TNF-α, IFN-γ or COX-2, among others, was substantially decreased in presence of CyPGs. The use of structural and functional analogues of CyPGs like 2-Cyclopenten-1-one or CAY10410, which differ in their reactivity to thiol groups or their capacity to activate PPARγ, showed that the effects of CyPGs on gene expression in T cells were independent of PPARγ activation. These actions take place mainly through the inhibition of NF-κB and NFAT dependent transcription. Our results show an essential role of the inhibitory actions of 15d-PGJ2 and PGA1 on NFAT activity, through a direct interaction of the CyGs with this transcription factor. Together, these results provide new evidences about the immunomodulatory and anti-infl ammatory actions of 15d-PGJ2 and PGA1 in T cells as well about the mechanisms involved in these effects. In this sense, this work provide new data about the actions of CyPGs in the regulation of gene expression though their interference with NFAT activation. These studies highlight the potential of these compounds or their analogues as therapeutic agents for the treatment of infl ammatory diseasesLas prostaglandinas (PGs) son mediadores lipídicos importantes en el proceso infl amatorio y en el mantenimiento de la homeostasis celular y tisular, regulando diversos procesos fi siopatológicos. Las PGs ciclopentenonas (CyPGs) incluyen a la PGA1 y a la 15-desoxi-Δ12,14-PGJ2 (15d-PGJ2), que se forman por deshidratación de PGE1 y PGD2 respectivamente. Las CyPGs presentan propiedades anti-infl amatorias, anti-tumorales y anti-virales, y pueden actuar a través del Receptor activado por proliferadores de peroxisomas (PPAR)-ɣ, así como mediante la modifi cación covalente de residuos de cisteínas en proteínas celulares, modifi cando su función. Esta tesis doctoral se centra en el estudio de las acciones de la 15d-PGJ2 y la PGA1 en el proceso de activación de los linfocitos T humanos, a través del estudio de sus efectos sobre parámetros tales como: proliferación y viabilidad celular, migración y regulación de la expresión génica. Los resultados obtenidos ponen de manifi esto, en general, un efecto negativo de las CyPGs sobre el proceso de activación de los linfocitos T. Así, estas CyPGs promueven una disminución en la proliferación, más evidente en el caso de la 15d-PGJ2. También regulan de forma negativa la migración de linfocitos T en respuesta a la quimioquina SDF-1α, con una reducción en la capacidad de polimerización de fi lamentos de Actina. Destaca la capacidad de las CyPGs para interferir de forma selectiva con la expresión génica en linfocitos T. De tal manera, en presencia de 15d-PGJ2 o de PGA1 se altera el patrón de expresión de un buen número de genes importantes para la fi siología de este tipo celular, tanto en estado basal como tras la activación. Observamos que se produce una reducción sustancial de la inducción de los niveles de genes esenciales en la respuesta inmune y en el proceso infl amatorio tales como IL-2, IL-6, TNF-α, IFN-γ o COX-2, entre otros. El uso de análogos estructurales y funcionales de CyPGs como la 2-Ciclopenten-1ona o el CAY10410, que difi eren en su reactividad a grupos tioles y su capacidad para activar a PPARγ, pone de manifi esto que las acciones de las CyPGs sobre la expresión génica en células T son independientes de unión a PPARγ, y debidas a la inhibición de la actividad transcripcional mediada por los factores de transcripción NF-κB y NFAT. Nuestros resultados muestran un papel esencial de las acciones inhibidoras de estos compuestos sobre la actividad de NFAT, debidas a una interacción directa con el mismo. En conjunto, estos resultados aportan nuevas evidencias acerca de las acciones inmunomoduladoras y anti-infl amatorias de la 15d-PGJ2 y la PGA1 en linfocitos T, así como de los mecanismos implicados. En este sentido, este trabajo proporciona nuevos datos acerca de las acciones de las CyPGs en la regulación de la expresión génica, a través de su interferencia con la activación del factor de transcripción NFAT. Estos estudios ponen de relieve la potencial utilidad de estos compuestos o de sus análogos estructurales, en el tratamiento de enfermedades de etiología infl amatoriaEste trabajo de Tesis ha sido financiado por las ayudas a los proyectos “Regulación de la expresión de genes responsables de la producción de prostaglandinas y análisis de su función en cardiomiocitos y macrófagos. Implicaciones en la fisiopatología cardiovascular” (BFU2007-62659/BMC), “Mediadores inflamatorios lipídicos en la fisiopatología cardiovascular” (BFU2010-21055) y “Acciones de prostanoides y ligandos del receptor LXR en procesos inflamatorios y sus implicaciones en la fisiopatología cardiovascular” (SAF2011-23971) otorgadas por el MEC, MICINN y MINECO respectivament