Universitat Autònoma de Barcelona
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències
La lesió traumàtica del nervi perifèric afavoreix la desconnexió entre axons i òrgans diana, provocant greus defectes funcionals en els sistemes motor, sensorial o autònom. A més, els subjectes que pateixen lesions nervioses també poden experimentar problemes secundaris, com el dolor neuropàtic, que disminueix encara més la seva qualitat de vida. Actualment, no hi ha teràpies efectives per promoure la regeneració nerviosa o millorar el dolor neuropàtic després d'una lesió nerviosa. Aquesta situació sotmet els pacients a períodes prolongats de rehabilitació, així com a elevades despeses mèdiques, que han de ser cobertes pel subjecte o pel sistema sanitari públic. Per aquests motius, cal desenvolupar noves estratègies per tractar les lesions dels nervis perifèrics. Atès que la investigació epigenètica ha promogut el desenvolupament de nous tractaments per a diferents malalties neuropatològiques, vam voler desvelar els efectes terapèutics potencials de dues dianes epigenètiques les "proteïnes BET" i "LSD1" després d'una lesió nerviosa. Vam descobrir que la inhibició de les proteïnes BET mitjançant JQ1 tenia efectes prometedors en la millora del dolor neuropàtic en un model de ratolí de lesió nerviosa intacta (SNI). En aquest sentit, JQ1 va ser capaç de reduir la hiperalgèsia mecànica mitjançant la modulació de l'expressió del canals iònics i l'entorn inflamatori. També vam determinar que els medis condicionats dels macròfags inhibits per BET, augmentaven el creixement de neurites en explants de DRG mitjançant l'activació de la via STAT6 in vitro. Tanmateix, la inhibició de BET utilitzant JQ1 no va millorar la reinervació motora, ni sensorial in vivo després d'una lesió per aixafament del ciàtic. Com les proteïnes BET estaven estretament relacionades amb esdeveniments inflamatoris; es va procedir a avaluar el paper del membre de la família de proteïnes BET "BRD4" en la transcripció de citocines antiinflamatòries. Hem desxifrat que, en condicions fisiològiques, BRD4 forma un complex repressor amb CHD4 al promotor IL-13, impedint la seva transcripció. Aleshores, després de la inhibició de BET, ambdues proteïnes repressores es poden alliberar d'aquesta regió genètica, facilitant així l'expressió de citocines antiinflamatòries. Pel que fa a LSD1, vam determinar que la inhibició global de LSD1 mitjançant RN-1 a 500 nM en explants de DRG va augmentar el nombre de neurites in vitro. A més, l'administració primerenca de RN-1 en ratolins ferits per aixafament del ciàtic va promoure l'expressió de certs gens associats a la regeneració (RAG) i va provocar la immunosupressió. Tot i que el tractament a llarg termini amb RN-1 no va afectar la degeneració walleriana, no va millorar la reinervació motora ni cutània després de l'aixafament del nervi ciàtic. En conclusió, aquesta tesi proporciona informació sobre l'ús de proteïnes BET i LSD1 com a dianes terapèutiques per millorar el resultat funcional després d'una lesió del nervi perifèric.
La lesión traumática del nervio periférico promueve la desconexión entre los axones y los órganos diana, dando lugar a graves defectos funcionales en los sistemas motor, sensorial o autónomo. Además, los sujetos que sufren una lesión nerviosa también pueden experimentar problemas secundarios, como el dolor neuropático, que disminuye aún más su calidad de vida. Actualmente, no existen terapias eficaces para promover la regeneración nerviosa o mejorar el dolor neuropático después de una lesión nerviosa. Esta situación somete a los pacientes a prolongados períodos de rehabilitación, así como a elevados gastos médicos, que deben ser cubiertos ya sea por el propio sujeto o por el sistema público de salud. Por estos motivos, es necesario el desarrollo de nuevas estrategias para tratar las lesiones de los nervios periféricos. Dado que la investigación epigenética ha promovido el desarrollo de nuevos tratamientos para distintas enfermedades neuropatológicas, nuestro objetivo fue desentrañar los posibles efectos terapéuticos de dos dianas epigenéticas, las "proteínas BET" y el "LSD1", después de una lesión nerviosa. Descubrimos que la inhibición de las proteínas BET utilizando JQ1 tenía efectos prometedores en la mejora del dolor neuropático en un modelo de ratón con lesión nerviosa intacta (SNI). En este sentido, JQ1 pudo reducir la hiperalgesia mecánica mediante la modulación de la expresión de los canales iónicos y el entorno inflamatorio. También determinamos que los medios condicionados de macrófagos inhibidos por BET aumentaron el crecimiento de neuritas en explantes de DRG mediante la activación de la vía STAT6 in vitro. Sin embargo, la inhibición de BET utilizando JQ1 no mejoró la reinervación motora, ni sensorial in vivo después de una lesión por aplastamiento del ciático. Como las proteínas BET estaban estrechamente relacionadas con eventos inflamatorios; procedimos a evaluar el papel del miembro de la familia de proteínas BET "BRD4" en la transcripción de citoquinas antiinflamatorias. Desciframos que, en condiciones fisiológicas, BRD4 forma un complejo represor con CHD4 sobre el promotor de IL-13, impidiendo su transcripción. Luego, tras la inhibición BET, ambas proteínas represoras se liberaron de esta región genética, lo que facilitó la expresión de citocinas antiinflamatorias. Con respecto a LSD1, determinamos que la inhibición global de LSD1 usando RN-1 a 500 nM en explantes de DRG aumentó el número de neuritas in vitro. Además, la administración temprana de RN-1 en ratones lesionados por aplastamiento del ciático promovió la expresión de ciertos genes asociados a la regeneración (RAG) y condujo a la inmunosupresión. Aunque el tratamiento a largo plazo con RN-1 no afectó la degeneración walleriana, tampoco mejoró la reinervación motora, ni cutánea después del aplastamiento del nervio ciático. En conclusión, esta tesis proporciona información sobre el uso de proteínas BET y LSD1 como dianas terapéuticas para mejorar el resultado funcional después de una lesión de nervio periférico.
Traumatic injury to the peripheral nerve promotes the disconnection between axons and target organs, leading to serious functional defects in motor, sensory or autonomic systems. In addition, subjects that suffer from nerve injury may also experience secondary problems, like neuropathic pain, which further decreases their quality of life. Currently, there are no effective therapies to promote nerve regeneration or ameliorate neuropathic pain after nerve injury. This situation subjugates patients to prolonged periods of rehabilitation, as well as to high medical expenses, that must be covered either by the subject or by the public healthcare system. For these reasons, the development of new strategies to treat peripheral nerve injuries is needed. Since epigenetic research has promoted the development of novel treatments for distinct neuropathological diseases, we aimed to unravel the potential therapeutic effects of two epigenetic targets "BET proteins" and "LSD1" after nerve injury. We discovered that inhibition of BET proteins using JQ1 had promising effects on the amelioration of neuropathic pain in a mouse model of spared nerve injury (SNI). In this regard, JQ1 was able to reduce mechanical hyperalgesia trough the modulation of ion channel expression and the inflammatory environment. We also determined that conditioned media from BET-inhibited macrophages increased neurite outgrowth in DRG explants through the activation of the STAT6 pathway in vitro. However, BET inhibition using JQ1 did not improve motor and sensory reinnervation in vivo after sciatic crush injury. Provided that BET proteins were closely linked to inflammatory events; we proceed to assess the role of the BET protein family member BRD4 in the transcription of anti-inflammatory cytokines. We deciphered that, under physiological conditions, BRD4 forms a repressor complex with CHD4 on the IL-13 promoter, preventing its transcription. Then, upon BET-inhibition both repressor proteins were released from this genetic region, facilitating anti-inflammatory cytokine expression. Regarding LSD1, we determined that global LSD1 inhibition using RN-1 at 500 nM in DRG explants increased neurite number in vitro. Additionally, early administration of RN-1 in crush-injured mice promoted the expression of certain regeneration associated genes (RAGs) and led to immunosuppression. Although long-term treatment with RN-1 did not affect Wallerian degeneration, it did not improve motor and cutaneous reinnervation after sciatic nerve crush. In conclusion, this thesis provides insights onto the use of BET proteins and LSD1 as therapeutic targets to improve the functional outcome after peripheral nerve injury.
Epigenètica; Epigenetics; Epiegenética; Dolor neuropàtic; Neuropathic pain; Dolor neuropático; Regeneració nerviosa; Nerve regeneration; Regeneración nerviosa
61 - Medical sciences
Ciències de la Salut
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
