Search

[cat] Actualment en el nostre medi només l’1-2% dels fills de mares infectades pel VIH contreuen la infecció, gràcies a les mesures preventives aplicades, fonamentades sobretot en l'ús de fàrmacs antiretrovirals. Malgrat que el benefici que aporten aquests fàrmacs és inqüestionable, se sap que generen una càrrega d'efectes secundaris en els fills, ja que els reben durant la seva vida fetal i les primeres setmanes de vida i se'n desconeix la seva potencial repercussió a llarg termini. La tesi consisteix en 5 articles científics que pretenen objectivar què determina aquesta toxicitat i indagar en els mecanismes mitjançant els quals es genera. La toxicitat hematològica en els pacients pediàtrics exposats no infectats consisteix principalment en anèmia macrocítica les primeres setmanes de vida, habitualment subclínica i sempre autolimitada; i neutropènia. En els treballs realitzats observem que ni la reducció de la durada de la profilaxi neonatal amb zidovudina de sis a quatre setmanes ni l’ús durant la gestació de fàrmacs antiretrovirals de nova generació no disminueixen de forma significativa la incidència ni la gravetat de l’anèmia, que sembla relacionar-se sobretot a l´ús de zidovudina durant la gestació, molt habitual en tots els subgrups estudiats. D’altra banda, varis treballs apunten que la clínica derivada de disfunció mitocondrial en aquest col·lectiu de pacients podria ser més freqüent que en la població general. Fins l’actualitat escassos treballs han aportat dades sobre el metabolisme mitocondrial en pacients exposats no infectats, amb resultats contradictoris. En la nostra activitat de recerca, determinem per primera vegada de forma longitudinal els paràmetres mitocondrials, tant genètics com funcionals en els pacients exposats no infectats, observant una clara i persistent disfunció (disminució de l’activitat del complex IV de la cadena respiratòria mitocondrial), que és inversament proporcional al nivell d’ADN mitocondrial fins als sis mesos de vida. Observem també una disminució de les activitats enzimàtiques combinades (CII+CIII i CI+CIII+CIV de la cadena respiratòria mitocondrial) tant en les gestants com en els seus nadons a les sis setmanes de vida, i una correlació positiva entre els paràmetres materns i dels seus fills. Finalment, en analitzar conjuntament les dades de metabolisme mitocondrial i toxicitat hematològica, no observem una correlació clara entre elles. A les sis setmanes de vida, els pacients amb anèmia moderada o greu presenten menor activitat del CIV de la cadena respiratòria mitocondrial, fet que suggereix que la disfunció mitocondrial podria explicar almenys parcialment aquesta anèmia., [spa] Nowadays in developed countries, only 1-2% of infants born of HIV-infected women become infected thanks to preventive measures, mainly to antiretroviral drugs use. Although the benefits of these drugs are unquestionable, the burden of side effects they produce in otherwise healthy children is of concern. This doctoral thesis consists of five papers about the mechanisms and determinants of mitochondrial and hematological toxicity among HIV and antiretrovirals exposed uninfected infants. Several relevant results are obtained. Regarding mitochondrial disturbances, enzymatic dysfunction of complex IV of mitochondrial respiratory chain is observed longitudinally during the first year of life, negatively correlated to mitochondrial DNA content the first 6 months. Lower CII+CIII and CI+CIII+CIV activities are observed among HIV-infected mothers and their infants, with positive correlation between maternal and neonatal parameters. Respecting haematological data, no reduction on incidence of anemia or neutropenia is observed when shorter neonatal prophylaxis or new generation antiretroviral drugs are used. Zidovudine is the drug most strongly related to haematological toxicity. At 6 weeks of life, lower CIV activity is observed among infants with moderate to severe anemia, suggesting that mitochondrial impairment could partially explain this observed anemia.

Tot i que el fetge és considerat com el principal lloc de producció del FGF21 sistèmic, sobretot en condicions de dejuni i sota control de PPARα, darrerament s’han acumulat diverses evidències que indiquen que FGF21 també pot actuar com a mioquina, un factor hormonal que pot ser produït i alliberat a la circulació pel múscul esquelètic. Concretament, s’ha observat que pacients que pateixen malalties neuromusculars causades per alteracions en la funció mitocondrial, com ara mutacions i deplecions al DNA mitocondrial, presenten valors d’expressió d’FGF21 incrementats, així com també els de la seva secreció a la circulació. Per tant, alguns indicis mostren que el múscul pot ser un lloc de producció i secreció d’FGF21 associat a l’estrès mitocondrial muscular. Durant la realització d’aquesta tesi, hem trobat que l’expressió i la secreció d’FGF21 en un context de cèl•lula muscular estan íntimament associades amb la diferenciació miogènica tant en rosegadors com en models humans. Per contra, els nivells dels seus receptors es mantenen bastant estables, mentre que pel que fa al cofactor β-Klotho, necessari pel seu procés de senyalització, no es detecta expressió del transcrit. Aquest fet suggereix, que la cèl•lula muscular podria ser una font d’expressió i secreció d’FGF21, però no un teixit diana d’aquesta. A part, s’ha identificat el factor miogènic MyoD com a un regulador molt potent de la transcripció del gen FGF21, així com també se n’ha mapat la regió del promotor responsable de vehicular aquest efecte. D’altra banda, s’han intentat descriure altres factors de transcripció i coreguladors que poden actuar com a activadors o inhibidors, els quals poden estar involucrats en el control de la transcripció gènica d’FGF21, com ara els PPARs, PGC-1α o Sirt1, així com també esbrinar els efectes de diversos activadors naturals i sintètics. En aquest sentit, val la pena destacar que dins d’un context en presència del factor miogènic MyoD s’ha identificat a PPARα, juntament amb el seu activador, com a un clar activador de l’activitat transcripcional d’aquest promotor. PGC-1α, sembla actuar de la mateixa manera, potenciant-ne l’efecte en presència de MyoD. Per contra, Sirt1 s’ha revelat com a un inactivador de l’activitat transcripcional del gen FGF21 en presència del factor MyoD. Altres experiments indiquen que el tractament amb diferents àcids grassos no sorgeixen cap efecte sobre l’expressió ni la secreció del gen en el context muscular, sinó més aviat el contrari, malgrat que la cèl•lula muscular es mostrava sensible a l’acció dels àcids grassos sobre altres gens. De la mateixa manera que ja indicaven determinats indicis bibliogràfics, vam poder comprovar que pacients de patologia MNGIE (miopatia associada a alteracions del DNA mitocondrial), mostraven la presència d’alts nivells d’FGF21 circulants. Així doncs, intentant mimetitzar una disfunció mitocondrial experimentalment, utilitzant inhibidors de la cadena respiratòria/fosforilació oxidativa, es van poder confirmar aquests increments d’expressió i secreció d’FGF21 per part de les cèl•lules musculars. Investigant una mica més a fons la mecanística de tot el procés, es va veure que l’increment de la producció d’espècies reactives d’oxigen derivades d’aquesta disfunció, provocava una inducció de la p38-MAP cinasa i conseqüentment l’activació ATF2, el qual és capaç d’interaccionar amb el seu lloc d’unió en la regió proximal del promotor del gen FGF21, provocant així aquest efecte sobre el gen FGF21 a les cèl•lules miogèniques. Alhora, s’ha descrit que la presència de MyoD és imprescindible per tal que es doni la resposta de la transcripció del gen FGF21 a la disfunció mitocondrial induïda experimentalment, justificant la resposta d’increment de la secreció d’FGF21 per part de les cèl•lules musculars en resposta a aquesta disfunció. Aquests canvis en la secreció d’FGF21 per part de les cèl•lules miogèniques en resposta a les afectacions a nivell mitocondrial, també poden ser un reflex del mecanisme fisiològic pel qual es detecten canvis a nivell d’estatus energètic a nivell muscular. D’aquesta manera, un increment de l’alliberació d’FGF21 podria desencadenar diferents respostes metabòliques adaptatives a nivell sistèmic. Aquest procés posa de manifest la gran capacitat que té la funció mitocondrial, per tal d’influenciar en el metabolisme sistèmic a través de la senyalització mitocondrial retrògrada. Així doncs, aquest mecanisme de senyalització permet l’expressió i alliberació de molècules d’acció endocrina com ara FGF21 i reforça la idea de considerar el múscul esquelètic com a una important font d’FGF21, la qual podem considerar com a una mioquina., Although the liver is generally considered the main production site for fibroblast growth factor-21 (FGF21), high FGF21 levels have been found to be associated with neuromuscular mitochondrial genetic diseases, and there are indications that shows muscle as a source of FGF21 production under conditions of muscular mitochondrial stress. In this thesis we describe that FGF21 expression and release is associated with myogenic differentiation in different muscular cell lines. However, FGFRs transcription levels don’t change across differentiation and β-Klotho is undetectable, suggesting that muscle cells as a source but not as a target of FGF21. Furthermore we have identified MyoD as a major controller of FGF21 gene transcription, as well as we have mapped the most important region in the promoter responsible for MyoD-dependent regulation. Moreover, we determined the role of some transcription factors and co-regulators potentially involved in the control of FGF21 gene transcription, such as PPARs, PGC-1α or Sirt1, as well as several natural and synthetic agents (e.g. fatty acids) On the other hand, mimicking mitochondrial dysfunction by the use of respiratory chain/oxidative phosphorylation inhibitors resulted in enhanced expression and release of FGF21 by muscle cells. Increased production of reactive oxygen species, subsequent induction of p38-MAP kinase and activation of an ATF2-binding site at the proximal promoter region of the FGF21 gene were found to comprise the major mechanism connecting mitochondrial dysfunction and enhanced FGF21 gene transcription in myogenic cells. Furthermore, we show that MyoD is required for the responsiveness of FGF21 gene transcription to experimentally induced mitochondrial dysfunction, which explains the preferential response of muscle cells to enhanced FGF21 secretion in response to mitochondrial alterations. FGF21 release by muscle cells in response to mitochondrial alterations may reflect a physiological mechanism by which the sensing of internal energetic status by muscle tissue results in the release of FGF21 to favor systemic metabolic adaptations. This process highlights the capacity of mitochondrial function to influence systemic metabolism by retrograde signaling, which leads to the expression and release of molecules with endocrine action, such as FGF2,1 and reinforces the concept of considering the skeletal muscle as an important source of the FGF21, as well as to consider FGF21 as a myokine.

El present estudi s'ha plantejat per aprofundir en la influència de l'equilibri redox en aspectes de la biologia tumoral com són el metabolisme oxidatiu i el creixement cel·lular; a més a més, d'avaluar la importància de les espècies reactives d'oxigen en l'eficàcia de la quimioteràpia i establir la rellevància de la intensitat de l'estrès oxidatiu en la superació de la quimioresistència a fàrmacs convencionals. Els nostres resultats mostren que les diferències en l'estrès oxidatiu s'expressen segons el grau de diferenciació cel·lular i entre regions d'un mateix tumor. L'estat redox cel·lular, així com la resposta immediata al desequilibri oxidatiu generat, són factors determinants tant del creixement de la cèl·lula cancerosa com de l'eficàcia d'alguns agents antitumorals.En conclusió, els moduladors redox capaços de potenciar l'acció pro-oxidant de fàrmacs anticancerosos podrien tenir un potencial benefici per controlar el creixement de les cèl·lules canceroses i sensibilitzar-les novament a l'acció d'agents antitumorals clàssics