Role of pro-fibrotic factors and extracellular matrix components in amyotrophic lateral sclerosis progression

Role of pro-fibrotic factors and extracellular matrix components in amyotrophic lateral sclerosis progressión

dc.contributorBrandan, Enrique
dc.contributorPONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
dc.creatorGonzález, David
dc.date2018-03-02T17:26:31Z
dc.date2022-08-22T20:20:57Z
dc.date2018-03-02T17:26:31Z
dc.date2022-08-22T20:20:57Z
dc.date2018
dc.date.accessioned2023-08-22T23:57:32Z
dc.date.available2023-08-22T23:57:32Z
dc.identifier21130854
dc.identifierhttps://hdl.handle.net/10533/208844
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8353233
dc.descriptionLa Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa en la cual tanto las neuronas motoras superiores e inferiores se degeneran produciendo atrofia muscular, parálisis y muerte debido a fallas respiratorias. Distintos estudios indican que el músculo esquelético contribuye a la progresión de la ELA; sin embargo, los mecanismos moleculares involucrados no han sido dilucidados. El músculo esquelético está compuesto por distintos tipos celulares incluyendo miofibras, células satélites, progenitores fibro/adipogénicos (FAPs), células endoteliales, entre otras. Por lo tanto, cualquier desbalance entre estos tipos celulares podría contribuir al deterioro del músculo esquelético. La fibrosis es una característica común entre diversas enfermedades crónicas en donde existe un daño persistente, y se caracteriza por la deposición de componentes de la matriz extracelular (MEC) tales como fibronectina, colágenos y proteoglicanes. Uno de los factores más importantes involucrados en la deposición de MEC corresponde al factor de crecimiento transformante tipo-β (TGF-β). TGF-β es una citoquina involucrada en diversos procesos celulares como proliferación, diferenciación, síntesis de MEC, entre otras. Se ha visto que al bloquear la vía de señalización de TGF-β se reduce la fibrosis en diversas patologías crónicas. El factor de crecimiento de tejido conectivo (CTGF/CCN2) es una proteína matricelular que pertenece a la familia de las proteínas CCN. CTGF está involucrado en proliferación, adhesión celular y deposición de colágeno. CTGF puede sinergizar con TGF-β para potenciar la vía de señalización de TGF-β y se ha visto que los niveles de CTGF están aumentados en distintas enfermedades crónicas fibróticas incluyendo la Distrofia Muscular de Duchenne (DMD). Un anticuerpo humano monoclonal contra CTGF (FG- 3019, Fibrogen, Inc.) es capaz de bloquear la actividad de CTGF. Nuestro laboratorio ha mostrado que FG-3019 reduce la fibrosis y mejora el fenotipo y fuerza muscular en el ratón mdx, modelo murino de la DMD. Sin embargo, a la fecha existe poca evidencia sobre el papel de TGF-β y CTGF en ELA. En esta tesis, se caracterizó los niveles de estos factores pro- fibróticos y la deposición de MEC en músculo esquelético en estadíos pre- sintomáticos y sintomáticos del ratón hSOD1G93A. En el primer objetivo de esta tesis, se encontró un aumento de los niveles de TGF-β y CTGF en músculo esqueléticos en estadíos sintomáticos del ratón hSOD1G93A. Junto con esto, se encontró una deposición exacerbada de MEC y una inducción marcadores de FAPs como el receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRα) y Tcf4. Estos resultado sugieren que al menos en estadíos sintomáticos de ELA, existe un proceso fibrótico establecido en el músculo esquelético y por lo tanto, parte del tejido funcional es reemplazado por tejido conectivo no funcional. Diversos estudios han mostrado que los FAPs son probablemente los mayores contribuyentes a la deposición de MEC en el músculo esquelético. En este contexto, se encontró que las células PDGFRα+ poseen marca positiva para p-Smad3, sugiriendo que las FAPs son sensibles a TGF-β corroborando que estas células son responsables de la deposición de MEC en el músculo esquelético de ratones hSOD1G93A. Por lo tanto, en este primer objetivo se provee evidencia de que un proceso fibrótico se ha establecido en el músculo esquelético de ratones hSOD1G93A en estadíos sintomáticos, con una inducción de la vía de señalización de TGF-β, aumento de los niveles de CTGF e inducción de marcadores de FAPs. En el segundo objetivo de esta tesis, se trató ratones hSOD1G93A de dos meses de edad con el anticuerpo FG- 3019 durante dos meses, tres veces a la semana, dado al aumento observado en CTGF en el músculo esquelético. Durante el tratamiento, se encontró que FG-3019 retarda la pérdida de peso total de los animales en comparación a ratones hSOD1G93A tratados con IgG de origen humano como control (hu IgG). Además, se encontró que el tratamiento con FG-3019 mejora la función locomotora y muscular evaluada mediante pruebas de colgamiento en un cable y pruebas de campo abierto. Más aún, mediciones en la fuerza muscular isométrica mostraron que los ratones hSOD1G93A tratados con FG-3019 poseen un aumento en la fuerza específica normalizada en comparación a los ratones tratados con hu IgG. Además, se observó que en los ratones hSOD1G93A tratados con FG-3019 hay una reducción significativa en la fibrosis muscular. Interesantemente, se encontró una mejora en la inervación de las uniones neuromusculares (NMJs) y una reducción en la degeneración de la mielina en el nervio ciático de ratones hSOD1G93A tratados con FG-3019. Más aún, encontramos que CTGF se expresa tanto en astrocitos (GFAP+) como neuronas (NeuN+), predominantemente en áreas dorsales de la médula espinal de ratones hSOD1G93A en estadíos sintomáticos. En resumen, los resultados de esta tesis muestran claramente un fenotipo fibrótico establecido en el músculo esquelético en estadíos sintomáticos de ratones hSOD1G93A incluyendo una inducción de la vía de señalización de TGF-β y aumento en los niveles de CTGF. Además, al bloquear la actividad de CTGF se reduce la fibrosis y se mejora la función muscular. De esta manera, CTGF podría ser una nueva diana terapéutica para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como ELA. Sin embargo, se necesitan más estudios para entender el papel de CTGF y los mecanismos moleculares involucrados en la patogénesis de la ELA.
dc.descriptionPFCHA-Becas
dc.descriptionPFCHA-Becas
dc.formatapplication/pdf
dc.relationinstname: Conicyt
dc.relationreponame: Repositorio Digital RI2.0
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement//21130854
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dc.relationinfo:eu-repo/semantics/dataset/hdl.handle.net/10533/93488
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.subjectCiencias Naturales
dc.subjectOtras Ciencias Naturales
dc.titleRole of pro-fibrotic factors and extracellular matrix components in amyotrophic lateral sclerosis progression
dc.titleRole of pro-fibrotic factors and extracellular matrix components in amyotrophic lateral sclerosis progressión
dc.typeTesis Doctorado
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typeTesis


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