Els receptors ErbB en la resposta a l’estimulació adrenèrgica crònica en el ratolí

Abstract

En aquest estudi s’ha abordat el paper que poden jugar els receptors de la família ErbB en l’estrès crònic per catecolamines en el ratolí. Se sabia que el Factor de Creixement Epidèrmic (EGF) interfereix en el fetge, el teixit adipós i el cor en la resposta màxima d’aquests òrgans a l’adrenalina disminuint els nivells de cAMP. A més a més, l’EGF és alliberat de les glàndules submaxil•lars en resposta a un estímul α-adrenèrgic. Aquesta interferència en el cor té un efecte cardioprotector durant una estimulació adrenèrgica aguda. En models fisiològics d’estrès per confrontació entre mascles, es va observar que després de d’un període de lluita els nivells d’EGF en sang augmentaven fins a 1000 vegades durant la primera hora. En aquests animals el cor presentava un aspecte normal. En animals en els que se’ls havia extirpat les glàndules submaxil•lars (SIALO), després d’un període de lluita presentaven disfuncions cardíaques tant morfològiques com funcionals. Vist el paper protector agut de l’EGF, el nostre primer objectiu va ser estudiar l’efecte que l’EGF procedent de les glàndules submaxil•lars pot jugar en l’estimulació adrenèrgica crònica i en els processos d’hipertròfia cardíaca derivats d’aquest, ja que se sap que el receptor ErbB1 hi està involucrat. Els resultats han demostrat que dos dies d’estimulació adrenèrgica buiden les glàndules submaxil•lars del contingut d’EGF i no deixa suficient temps per a que es reomplin. Un nou estímul adrenèrgic després de dos dies de tractament amb catecolamines no provoca cap augment d’EGF en plasma. A més a més, després de 7 dies de tractament amb isoproterenol (un agonista β-adrenèrgic) els animals SIALO presenten els mateixos valors que característicament defineixen la hipertròfia cardíaca que els animals control, així com també els mateixos nivells dels receptors ErBB1, ErbB2 i ErbB4. Aquests resultats, doncs, ens porten a concloure que l’EGF procedent de les glàndules submaxil•lars no contribueix directament en els processos derivats de l’estimulació adrenèrgica crònica.

Observacions realitzades en aquests estudis van derivar en altres línies d’investigació. Així, la segona part d’aquesta tesi està dedicada a la caracterització del receptor ErbB3 en cardiomiòcits de ratolí. A finals dels anys 90 es va descriure que els receptors ErbB presents en el cor adult eren només ErbB1, ErbB2 i ErbB4. En aquest segon estudi nosaltres demostrem la presència d’erbB3 en el cor de ratolí des del naixement fina a la vida adulta. També mostrem la seva localització en els túbuls T de les línies Z, així com la seva activació quan el cor és estimulat amb Neuregulina-1β, un dels seus lligands. Finalment, també mostrem la seva regulació a través de l’estimulació adrenèrgica.

En l’últim apartat, el nostre centre d’atenció es troba en el ronyó. Nosaltres descrivim que després de 7 dies de tractament amb isoproterenol observem una disminució reversible en el pes dels ronyons tractats, així com un menor contingut de proteïna renal. Paral•lelament, observem un augment de la proliferació cel•lular en els túbuls de les nefrones, especialment en la zona interior del còrtex. A més a més, també observem un increment reversible de l’expressió dels quatre receptors ErbB. No obstant, no observem disfunció renal. Hem observat també que els quatre receptors es localitzen en les mateixes zones de la nefrona, i que interaccionen entre ells. Tots aquests fets ens han portat a hipotetitzar que el tractament crònic amb isoproterenol causa una lesió lleu en els túbuls renals i que els sistema de receptors ErbB està implicat en els subseqüents processos de regeneració que s’observen després d’un estímul perjudicial.

In this thesis, we have studied the role of ErbB receptors during catecholamine-induced stress in mice. This study has been divided in three major areas. Our first objective was to study the effect that Submandibular Glands (SMG) Epidermal Growth Factor (EGF) may play in the heart during chronic adrenergic stimulation and in the subsequent hypertrophy processes. Our results show how 2 days of adrenergic treatment empty the EGF content in SMG, also suggesting a low-rate of new EGF synthesis in SMG. A new adrenergic stimulus after two days of treatment does not increase the EGF plasma concentration anymore. In addition, after 7 days of treatment with isoproterenol, sialoadenectomized animals present the same characteristics as control animals when analyzing heart hypertrophy, as well as the same levels of all ErbB receptors. These results suggest that SMG’s EGF does neither directly contribute nor interferes in the processes derived from chronic adrenergic stimulation such as heart hypertrophy.

The second chapter of this thesis was focused in the characterization of ErbB3 receptor in mice adult heart cardiomyocytes. We demonstrated the presence of ErbB3 receptor in mouse heart since birth until adulthood. We also showed its localization in the T-tubules in the Z-lines, as well as its activation upon Neuregulin-1β stimulation. Finally, we also showed its regulation by adrenergic stimulation in adult mice hearts.

In the last chapter, we studied the ErbB receptors in the kidney during chronic adrenergic treatment. We observed a reversible weight and protein content loss after 7 days of adrenergic treatment. We also observed an increase in cellular proliferation in the kidney tubules, mainly in the inner cortex area, which coincided with an increase in the expression of all ErbB receptors in the kidney. However, we did not observe any renal dysfunction. We also showed that all four ErbB receptors were expressed in the same areas in the kidney and interacted with each other. All these results made us hypothesize that chronic adrenergic treatment may cause a mild injury in renal tubules. We think ErbB receptors may be involved in the subsequent regeneration processes observed after this injury stimulus.