Modulation of the inflammatory response in amyotrophic lateral sclerosis

Abstract

L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa que causa la paràlisi i la mort dels pacients arrel de la pèrdua de les motoneurones de la medul·la espinal i el cervell. Malauradament, els únics tractaments actuals que hi ha són pal·liatius i no endarrereixen la progressió de la malaltia.

Una de les característiques de l’ELA és l’activació aberrant del sistema immunològic: (i) activació de les cèl·lules glials (microglia i astròcits) a nivell del sistema nerviós central i (ii) infiltració dels leucòcits, principalment macròfags, al sistema nerviós perifèric. La resposta inflamatòria és un procés fisiològic que s’encarrega de l’eliminació de detritus cel·lulars així com de l’activació de processos de reparació tissular en teixits que han patit un dany o infecció. No obstant, les cèl·lules immunològiques també poden secretar mediadors citotòxics que causen danys i fins i tot la mort de les cèl·lules circumdants. La regulació d’aquests processos però, es deu a la presencia de diverses molècules que es troben en el teixit afectat. En l’ELA, diversos estudis han demostrat que aquesta resposta inflamatòria no té un rol protector, sinó deleteri.

Basant-nos en aquestes evidències, en la present tesi doctoral vam avaluar si la modulació de la resposta inflamatòria podia millorar la progressió de la malaltia. En concret, ens vam centrar en l’estudi de tres dianes inflamatòries: (i) el receptor del factor estimulador de colònies tipus 1; (ii) la citocina anti-inflamatòria, interleuquina-37; (iii) el lípid immunoresolutor, Maresina-1. En aquest treball, mostrem que la modulació de la resposta inflamatòria per les tres vies confereix neuroprotecció i endarrereix el curs clínic de l’ELA.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that causes progressive paralysis and death to patients due to the degeneration of motor neurons in the spinal cord and the brain. At present, therapy is mainly symptomatic and fails to halt disease progression.

A common feature of ALS, and other neurological disorders, is the occurrence of an inflammatory reaction consisting of activated glial cells (microglia and astrocytes) within the central nervous system, and leukocytes, mainly macrophages, in the peripheral nerves. The inflammatory response is a physiological process with very precise control and plays an essential role in the removal of cell debris and the activation of repair processes in infected or injured tissues. However, immune cells also secrete cytotoxic mediators that exert damage in healthy neighboring cells and even lead to cell death. This dual sword edge of immune cells likely depends on regulatory mediators that are present in the milieu. However, in ALS, as well as, in other neurological conditions inflammatory response is believed to trigger greater hazardous than protective actions.

Based on these evidences, in the present thesis we aimed at assessing whether modulation of key aspects of inflammation could ameliorate the clinical course of ALS disease. In particular, we have focused our interest in three main targets: (i) the proinflammatory colony stimulating factor 1 receptor; (ii) the anti-inflammatory cytokine, interleukin-37; (iii) the immunoresolvent agent, Maresin-1. We provide novel data demonstrating that these approaches confer neuroprotection against the clinical course of ALS disease.