Desarrollo y caracterización de un modelo en ratones de lupus con el fármaco hidralazina

Abstract

ABSTRACT: The antiphospholipid síndrome (APS) is an autoimmune disorder characterized by the presence in the patients of antiphospholipid antibodies, thrombosis, thrombocytopenia and obstetric complications. APS can be primary when the patients only showed the characteristics before indicated. However, the APS is secondary when it is associated with autoimmune diseases such as systemic lupus erythematosus (SLE), lupus-like induced by the drugs chlorpromazine, procainamide, promazine, quinine, and hydralazine, or with infectious diseases such as AIDS, C hepatitis or neoplasic diseases. LES and lupus-like induced by drugs are studied in our laboratory, in which we have developed a murine autoimmune disease resembling human lupus in BALB/c and NIH mice trough the chlorpromazine or procainamide administration. Both drugs induce the stable formation of lipidic particles in cell membranes and in liposomes. The exposure of lipidic particles to the immune system drive to the production of anti-lipidic antibodies, which participate in the developed of the autoimmune disease in the mouse, and probable in the LES. In this laboratory, it has been proposed that chlorpromazine and procainamide can induce the formation of lipidic particles because their have a molecular conic-shape, with a positive charge in the vertex and with a no-polar region in base of the cone. These structural characteristics of the drugs let to their association with anionic conic lipids, such as phosphatidate. This molecular association produced the inverted micelle which inserted in the bilayer matrix of membranes or liposomes form the lipidic particle. Then, it is important to analyze the chemical structure and the molecular shape of the other drugs that produce lupus-like, in order to determine weather they can induce the formation of lipidic particles and developed the autoimmune disease in the mice. In this work was studied hydralazine, a drug that produce lupus-like in a short time that chlorpromazine and procainamide. Hydralazine also has a molecular conic-shape, with a positive charge in the vertex and a no-polar region in base of the cone. In this work we demonstrated for the first time that hydralazine induced the formation of lipidic particle in liposomes which contained the conic lipids phosphatidate or phosphatidylserine. In addition, hydralazine is a better inductor than chlorpromazine. These findings are a strong support to our hypothesis that molecules with these structural characteristics are inductors of the formation of lipidic particles. When hydralazine alone or forming lipidic particles was administrated to female BALB/c mice, it was developed the autoimmune disease resembling human lupus. The mice produced anti-lipidic particle and anti-cardiolipine antibodies, and showed piloerection and some areas of the face with alopecia. The disease was developed in a long time (three months) than chlorpromazine (two months), in a way different that in humans. The production of the autoimmune murine disease with hydralazine is a strong support to our hypothesis that lipidic particles and anti-lipidic particle antibodies participated in the developing of lupus in the mice and probably in the human.

RESUMEN: El síndrome de anticuerpos anti-fosfolípidos es un desorden autoinmune caracterizado por la presencia en los pacientes de anticuerpos anti-fosfolípidos, trombosis, trombocitopenia y complicaciones obstétricas. Puede ser primario cuando el paciente presenta las características antes indicadas. Es secundario cuando además está asociado con enfermedades autoinmunes como el lupus eritematoso sistémico (LES), con enfermedades parecidas al lupus inducidas por fármacos como cloropromacina, procainamida, quinina, e hidralazina, o con enfermedades infecciosas como SIDA, hepatitis C o enfermedades neoplásicas. El LES y el lupus inducido por fármacos son de interés en este laboratorio, en donde se ha desarrollado un modelo de lupus en ratones BALB/c y NIH, por la administración de cloropromacina y procainamida. Estos fármacos inducen la formación estable de partículas lipídicas en membranas celulares, y la exposición de partículas lipídicas al sistema inmunológico conduce a la producción de anticuerpos anti-partículas, que son los que participan en el desarrollo de la enfermedad en el ratón y posiblemente en el humano (Baeza et al., 2004). Nuestro grupo ha propuesto que la cloropromacina y la procainamida forman partículas lipídicas debido a su forma molecular cónica, y a que presentan una carga positiva en el vértice y una región no polar en la base del cono, lo que les permite asociarse con lípidos aniónicos de forma cónica, como el fosfatidato. Esta asociación molecular produce la micela invertida que al intercalarse entre la bicapa de lípidos forma la partícula lipídica. Por lo anterior, es importante analizar la estructura química y la forma molecular de otros fármacos que causan lupus en el humano, para determinar si pueden inducir la formación de partículas y llegar a producir la enfermedad parecida al lupus en ratones. En este trabajo se analizó la hidralazina, que induce lupus en el humano en un tiempo más corto que la cloropromacina y procainamida. La hidralazina se seleccionó porque es también una molécula de forma molecular cónica, con carga positiva en el vértice y una región hidrofóbica en la base del cono, y se demostró por primera vez que la hidralazina induce la formación de partículas lipídicas en liposomas que contienen los lípidos cónicos fosfatidato o fosfatidilserina, además es mejor inductor que la cloropromacina. Este hallazgo ratifica la hipótesis de que moléculas con las características estructurales indicadas son inductores de la asociación de lípidos en partículas lipídicas. Al administrar a ratones hembras BALB/c la hidralazina sola o como partículas, demostramos que induce el desarrollo de lupus, con la producción de anticuerpos anti-partículas y anti-cardiolipina, y con lesiones faciales simétricas y piloerección. El tiempo de desarrollo de la enfermedad fue mayor (tres meses) que el requerido por la cloropromacina (dos meses), a diferencia de lo que ocurre con el humano. La obtención del modelo experimental de lupus con el fármaco hidralazina, es un fuerte apoyo a la hipótesis de esta línea de investigación referente a la participación de los lípidos asociados en partículas lipídicas y de los anticuerpos anti-partículas en el desarrollo del lupus en el ratón y posiblemente en el humano.