Paper de l’apoptosi del neutròfil en el procés inflamatori associat a la síndrome d’isquèmia/reperfusió intestinal

Abstract

La isquèmia/reperfusió (IR) intestinal és una patologia clínica amb una elevada mortalitat del 70% que no ha disminuït durant dècades. La IR intestinal succeeix quan hi ha una disminució o una reducció total del flux sanguini cap a l’intestí, seguida pel restabliment d’aquest flux o reperfusió. Aquesta situació pot succeir per diferents causes, entre elles per trombosi, aneurismes o diverses intervencions quirúrgiques, essent la més característica el transplantament intestinal. El procés d’isquèmia/reperfusió provoca alteracions en el metabolisme cel•lular, entre elles el pas de metabolisme aeròbic a anaeròbic i la conseqüent formació de radicals lliures de l’oxigen (ROS). A més, en els neutròfils, s’ha descrit que una IR provoca un retard en la seva mort cel•lular programada o apoptosi, tot i que en el cas concret de la IR intestinal aquesta situació no ha estat descrita. Una correcta apoptosi dels neutròfisl permet que el seu contingut tòxic intracel•lular no provoqui danys en els teixits circumdants, doncs aquestes restes són fagocitades pels macròfags, comportant una millora de la inflamació. Un retard en l’apoptosi condueix a un augment dels ROS y a la incorrecta resolució de la inflamació degut a l’alteració dels mecanismes fagocítics. L’objectiu del nostre estudi és aconseguir una millora o reducció de la inflamació associada a la IR intestinal mitjançant la modulació del retard de l’apoptosi del neutròfil. Per a aquest fi s’han realitzat experiments en models animals de rata (soques Sprague Dowley i Brown Norway) a les que se’ls hi ha realitzat una IR intestinal mitjançant el clampatge de l’artèria mesentèrica. Per a la modulació de l’apoptosi dels neutròfils es va administrar intravenosament Escherichia coli morta i opsonitzada. El mecanisme apoptòtic dels neutròfils s’ha estudiat amb un model anòxic in vitro amb la línia cel•lular MPRO clon 2.1. Aquesta línia cel•lular és capaç de diferenciar-se a neutròfils madurs en presència de factor de creixement (GM-CSF) i àcid retinòic. Els resultats obtinguts en aquest treball demostren que l’apoptosi dels neutròfils es troba retardada després d’una IR intestinal, i que la modulació d’aquesta apoptosi és capaç de millorar el dany associat. La disminució de l’oxigen provoca l’estabilització del Factor Induïble per la Hipòxia (HIF) en els neutròfils, el que porta a una disminució de la via de senyalització WNT i del seu gen diana 24p3, provocant el retard en l’apoptosi d’aquestes cèl•lules.

Intestinal ischemia/reperfusion (IR) injury is a clinical pathology with a high mortality rate that has not diminished through decades. Intestinal IR occurs when there is a blood flow diminution or total reduction through the intestine, followed by the restoration of this flow or reperfusion. This situation can happen because of many causes, between them, thrombosis, aneurisms or different surgical interventions, being the most characteristic of them intestinal transplantation. Ischemia/reperfusion process provokes alterations in the cellular metabolism, between them, the transition from aerobic metabolism to anaerobic and the consequent formation of Reactive Oxygen Species (ROS). Furthermore, in neutrophils, it has been described that IR provokes a delay in their apoptosis, although it has not been described in the intestine yet. A delay in neutrophil apoptosis drives to an increase of ROS and the incorrect resolution of the inflammation because the phagocytic mechanisms are altered. On the contrary, correct neutrophil apoptosis avoids the possibility of damaging the surrounding tissue because their citotoxic content is phagocytosed by macrophages, driving to an amelioration of the inflammation The aim of our work is to obtain an improvement or a reduction of the intestinal IR associated inflammation through the modulation of the neutrophil apoptosis delay. For this end, experiments were conducted in rats (Sprague Dowley and Brown Norway), and the intestinal IR was provoked through the obstruction of the mesenteric artery with ac clamp. For the neutrophil apoptosis modulation, death and opsonized Escherichia coli were intravenously administered. Neutrophil apoptotic mechanism was studied in an in vitro anoxic model (MPRO clon 2.1 cellular line). This cellular line is able to differentiate into mature neutrophils in presence of growth factor (GM-CSF) and retinoic acid. The results obtained in this work demonstrate that neutrophil apoptosis is delayed after an intestinal IR, and that the modulation of this apoptosis is able to ameliorate the associated injury. The decrease of oxygen provokes the stabilization of the Hypoxia Inducible Factor (HIF) in neutrophils, what drives to a decrease in the WNT signaling pathway and its target gene 24p3, provoking a delay in the apoptosis of these cells.