AMPc i neuroinflamació: Identificació de proteïnes implicades en la regulació dels nivells d’AMPc en l’encefalomielitis autoimmune experimental

Abstract

L'AMPc té un paper clau com a missatger intracel.lular regulant la transmissió dels senyals extracel•lulars en diferents teixits i controlant múltiples processos cel lulars. Els nivells intracel.lulars d'AMPc es controlen mitjançant la seva síntesi, catalitzada per l'enzim adenilat ciclasa, i mitjançant la seva degradació a través de l'acció de les fosfodiesterases (PDE) de nucleòtids cíclics. Hi ha 11 famílies de PDEs. La PDE4 representa a una família de fosfodiesterases específiques d'AMPc formada per quatre gens paràlegs (PDE4-D), cadascun dels quals és capaç de generar múltiples variants d’splicing. La PDE4A, la PDE4B i la PDE4D es troben expressades en diferents tipus de cèl lules inflamatòries on tenen un important paper com reguladores dels processos inflamatoris. La inhibició selectiva, tant in vitro com in vivo, de PDEs ha demostrat tenir diferents efectes antiinflamatoris.

En aquest treball es mostra la implicació de la isoforma PDE4B, i en concret la seva variant de splicing PDE4B2, durant el procés neuroinflamatori del model animal d’Esclerosis Múltiple, l’Encefalomielitis Autoimmune Experimental (d’EAE). Els resultats mostren un augment de l’expressió de l’ARNm de PDE4B2 a la medul•la espinal de ratolins EAE que correlaciona amb l’expressió d’alguns marcadors inflamatoris de forma dependent a la simptomatologia clínica dels animals. També s’observa que l’enzim PDE4B es trova localitzat principalment en cèl•lules presentadores d’antigen (APCs) com les cèl•lules dendrítques i els macròfags/micròglia. A més, els ratolins PDE4B-/- mostren una aparició temprana dels símptomes clínics en comparació amb els ratolins wildtype, amb alteracions en l’expressió de l’ARNm d’algunes citocines. L’alteració selectiva de la PDE4B2 en el model d’EAE en ratolí i la seva participació en el desenvolupament de la malaltia com s’ha observat en els animals PDE4B-/- presenta noves possibilitats sobre l’ús d’inhibidors selectius per les diverses isoformes (i variants d’splicing) tant per aplicacions terapèutiques com per investigar mecanismes d’inflamació en malalties neurodegeneratives.

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is an animal model of multiple sclerosis that courses with neuroinflammation, axonal damage and demyelination. The model is characterized by T- and B-cell responses to myelin oligodendrocyte glycoprotein which produce a wide range of pro- and anti-inflammatory cytokines. The modulation of cAMP levels through pharmacological manipulation of phosphodiesterases (PDEs) provokes profound anti-inflammatory responses. In the EAE model, amelioration of the clinical signs and delayed onset is observed after PDE4 inhibition and the PDE4B gene has been related to the inflammatory immune response in mice.

Here we analyzed post-immunization changes in the expression of mRNA coding for the PDE4B2 splice variant by semiquantitative real-time PCR and in situ hybridization. The results showed an upregulation of PDE4B2 mRNA in the spinal cord of EAE mice which correlates with FoxP3 and TGF-β mRNAs expression in a score-dependent manner. We also found that PDE4B enzyme is mainly localized in antigen-presenting cells (APCs) such as dendritic cells and microglia/macrophages. PDE4B-/- mice show an earlier onset of the disease compared to wildtype mice, with alterations in some cytokine mRNA expression.

The results point to a protective role of the PDE4B enzyme and PDE4B2 splice variant in particular, during EAE pathogenesis by modulating cAMP levels in APCs and controlling the cytokine environment for T-cell differentiation.