Efectes dels inhibidors de la ciclooxigenasa en cèl·lules hepàtiques i el seu paper en la inflamació i fibrosi hepàtica experimental

Abstract

INTRODUCCIÓ:<br/><br/>La inflamació és una reacció defensiva de l'organisme contra tot tipus de lesió. Si la inflamació aguda persisteix s'arriba a un estat d'inflamació crònica generant-se una neoformació de teixit connectiu que pot arribar a derivar a teixit fibrós. Els eicosanoids constitueixen els mediadors d'inflamació més importants ja que modulen la iniciació, progressió i resolució de la resposta inflamatòria. L'acid araquidonic (AA) és el precursor més important dels eicosanoids. L'oxidació de l'AA es pot donar de manera enzimàtica a través de l'acció la ciclooxigenasa (COX) que catalitza la síntesi de prostaglandines (PG). L'aspirina (ASA) inhibeix la producció de PG al bloquejar l'activitat de la COX. Interessantment, l'ASA desencadena la biosíntesi de compostos antiinflamatoris endògens (anomenats 15-epi-lipoxines, 15-epi-LXs), que actuen com a senyals de reclutament de leucòcits i juguen un paper important en la resolució de la inflamació. Així doncs, en el primer estudi vam examinar els efectes de l'ASA en les vies de la COX i la 5-lipooxigenasa i el seu impacte en els nivells del receptor activat per proliferadors peroxisomals &#61537; (PPAR&#61481;&#61537;) i CINC-1 (citoquina pro-inflamatoria homòloga de la IL-8 humana) en cèl·lules hepàtiques de rata. <br/>La inflamació és un dels factors determinants de la patogènesi de la fibrosi hepàtica ja que precedeix o coexisteix amb el desenvolupament d'alteracions de la matriu extracel·lular. La COX-2 és l'enzim clau en el procés inflamatori i la seva inhibició selectiva constitueix una diana farmacològica interessant en el tractament de la inflamació i la fibrosi hepàtica. En el moment actual no es coneix en precisió la via de la COX en el fetge i les conseqüències de la seva inhibició a nivell de reducció de la inflamació i fibrosi hepàtica. Ja que les cèl·lules de Kupffer (KC) són el tipus cel·lular majoritàriament responsable de l'increment de la COX-2 i de la síntesi de PGs en el fetge i perquè la població d'aquestes cèl·lules incrementa durant la progressió de la inflamació hepàtica, el segon estudi es va basar en l'efecte d'un inhibidor selectiu de COX-2 sobre aquest tipus cel·lular.<br/><br/>OBJECTIUS:<br/> <br/>1. Avaluar els efectes de l'ASA sobre la síntesi d'eicosanoids i de productes proinflamatoris en cèl·lules hepàtiques en cultiu. <br/><br/>2. Estudiar els efectes d'un inhibidor selectiu de la COX-2, l'SC-236, i el seu possible paper en la resolució de la fibrosi hepàtica.<br/><br/>RESULTATS I CONCLUSIONS:<br/><br/>En el primer estudi observàrem que l'ASA produïa en KC un redireccionament del metabolisme dels eicosanoids, de la producció de PGE2 cap a la formació de leucotriè B4 i 15-epi-LXA4. Al mateix temps l'ASA i LXA4 i 15-epi-LXA4, a mes d'inhibir l'activitat de la 5-LO, reduiren els nivells de PPAR&#61537; i CINC-1 en hepatòcilts. En conjunt, i degut a que els productes derivats de l'AA, els nivells de PPAR&#61537;, i la secreció de CINC-1 estan involucrats en la duració de la resposta inflamatòria, aquests resultats proporcionen mecanismes moleculars addicionals a les propietats farmacològiques de l'ASA.<br/>Els resultats del segon estudi ens indicaren que l'expressió de COX-2 es trobava augmentada en fetges de rates tractades amb CCl4. L'administració d'SC-236 disminuïa els nivells incrementats de 15d-PGJ2, el grau de fibrosi hepàtica, el contingut d'hidroxiprolina, l'activitat de les metaloproteinases 2 i 9, i l'expressió de l'alfa-SMA en els fetges de les rates tractades amb CCl4. Addicionalment, l'SC-236 inhibia el creixement i induia apoptosi en cèl·lules hepàtiques estrellades (HSCs) i KC, augmentava l'expressió del PPAR-gamma en HSCs i actuava com a agonista d'aquest receptor nuclear. Així doncs, tots aquests resultats ens indiquen que l'inhibidor selectiu de COX-2, SC-236, mitjançant mecanismes que involucren l'apoptosi de cèl·lules no parenquimals i l'activació del PPAR-gamma, pot tenir un potencial terapèutic en la prevenció de la fibrosi hepàtica.

<i>The mechanism of action of aspirin (ASA) is related to cyclooxygenase (COX) inhibition, but additional actions cannot be excluded for their antiinflammatory and antithrombotic properties. We examined the effects of ASA on COX and 5-lipoxygenase (5-LO) pathways and its impact on peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPAR&#61537;) and cytokine-induced neutrophil chemoattractant-1 (CINC-1) levels in rat liver cells. In Kupffer cells (KC), the liver resident macrophages, ASA switched eicosanoid biosynthesis from prostaglandin (PG) E2 to leukotriene B4 and 15-epi-lipoxin A4 (15-epi-LXA4) formation. In hepatocytes, ASA significantly inhibited PPAR-alpha protein expression and CINC-1 secretion. Interestingly, the endogenous antiinflammatory eicosanoids LXA4 and 15-epi-LXA4, in addition to inhibiting macrophage 5-LO activity, reduced PPAR&#61537;&#61472; levels and CINC-1 secretion in hepatocytes. Taken together and because arachidonic acid-derived products, PPAR&#61537; expression and CINC-1 levels are involved in the extent and duration of an inflammatory response, these findings provide additional molecular mechanisms for the pharmacological properties of ASA.<br/>The importance of inflammation in initiating the sequence of events that lead to liver fibrosis is increasingly recognized. For this reason, we tested the effects of SC-236, a selective COX-2 inhibitor, in rats with carbon tetrachloride (CCl4)-induced liver fibrosis. Livers from CCl4-treated rats showed increased COX-2 expression and 15d-PGJ2 formation. In these animals, SC-236 reduced liver fibrosis as revealed by histological analysis and by a reduction in hepatic hydroxyproline levels, metalloproteinase-2 activity, and alpha-smooth muscle actin expression. Interestingly, SC-236 normalized 15d-PGJ2 levels and restored PPAR-alpha expression in the liver of CCl4-treated rats. In isolated hepatic stellate cells (HSC)--the major player in liver fibrogenesis--and KC--the cell type primarily responsible for increased hepatic COX-2-- SC-236 exhibited remarkable pro-apoptotic and growth inhibitory properties. Of interest, SC-236 decreased HSC viability to a similar extent than the PPAR-gamma ligand rosiglitazone. Moreover, SC-236 significantly induced PPAR-gamma expression in HSCs and acted as a potent PPAR-gamma agonist in a luciferase-reporter trans-activation assay. These data indicate that, by mechanisms involving non-parenchymal cell apoptosis and PPAR-gamma activation, the selective COX-2 inhibitor SC-236 might have therapeutic potential for prevention of liver fibrosis. </I>