NAGIOS: RODERIC FUNCIONANDO

Study of the systemic inflammation associated to primary hypercholesterolemia, its modulation and its impact in atherosclerosis. Role of CXCL16/CXCR6 axis in abdominal aortic aneurysm formation

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Study of the systemic inflammation associated to primary hypercholesterolemia, its modulation and its impact in atherosclerosis. Role of CXCL16/CXCR6 axis in abdominal aortic aneurysm formation

dc.contributor.advisor	Sanz Ferrando, María Jesús
dc.contributor.advisor	Piqueras Ruiz, Laura
dc.contributor.author	Collado, Aida
dc.contributor.other	Departament de Farmacologia	es_ES
dc.date.accessioned	2019-07-18T09:57:19Z
dc.date.available	2019-07-19T04:45:04Z
dc.date.issued	2019	es_ES
dc.date.submitted	22-07-2019	es_ES
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10550/70877
dc.description.abstract	Primary hypercholesterolemia (PH) is a metabolic disease characterized by high circulating levels of low-density lipoproteins (LDL), as well as a low-grade of systemic inflammation, which can eventually lead to the development of atherosclerosis. Due to the limited information of the immunological component of the disease, we have characterized the behavior of different immunological cell populations, the soluble inflammatory mediators and their possible consequences in PH. Whole blood of 21 age-matched controls and 22 patients with PH was used. In all of them, the blood was analyzed by flow cytometry to determine platelet, and leukocyte activation, percentage of leukocyte subpopulations, the formation of platelet-leukocyte aggregates as well as the circulating levels of different soluble inflammatory mediators. PH patients presented a higher percentage of type 3 monocytes (Mon 3), Th2 and Th17 lymphocytes, activated platelets, and leukocytes than controls. Similarly, circulating interleukin (IL)-8/CXCL8, CCL2, fractalkine/CX3CL1, and IL-6 levels positively correlated with key lipid features of PH: apolipoprotein B (apoB), LDL and total cholesterol (TC); whereas negative correlations were found for IL-4 and IL-10. Endothelial dysfunction is one of the first stages of atherogenesis, promoting the adhesion and the subsequent leukocyte migration to the inflammatory focus. Tumor necrosis factor α (TNFα) is one of the central cytokines in hypercholesterolemia; for this reason, the functional consequences of high levels of TNFα in PH patients have been studied. Thus, platelet-leukocyte and leukocyte adhesion on the arterial endothelium stimulated or not with TNFα have been assessed using a flow chamber. Indeed, greater leukocyte adherence to the dysfunctional endothelium was observed in patients than in control subjects suggesting a possible link between systemic inflammation and the development of cardiovascular diseases in this metabolic disorder. To explore whether the intake of an oral fat load (OFL) with a commercial preparation of long-chain triglycerides (ω6/ω3 ratio >20/1) has an impact on inflammation, this OFL was administered to PH patients, and the different parameters were determined 4 hours later. A decrease in platelet activation as well as in leukocyte adhesion to the dysfunctional endothelium was detected. Therefore, the administration of this OFL may have a beneficial impact on the control of the pro-thrombotic and proinflammatory state in patients with PH. Likewise, high circulating levels of eotaxin-1/CCL11 and eotaxin-3/CCL26 were detected in patients with PH. Both mediators signal exclusively through the CCR3 receptor, which is expressed constitutively in eosinophils. Therefore, an in-depth study of the expression of the receptor in different leukocyte populations was carried out, both in PH patients and in control volunteers. Atherosclerosis is one of the leading causes of morbidity and mortality in developed countries that presents several histopathological similarities with chronic inflammation. To understand the role of the CCL11/CCR3 axis in its development, mice deficient in apolipoprotein E (apoE−/−) and the eotaxin-1 receptor (CCR3; apoE−/−CCR3−/−) were generated. The impact on the atheroma plaque formation of an atherogenic diet was evaluated in apoE−/−CCR3+/+ and apoE−/−CCR3−/− mice. The apoE−/−CCR3+/+ and apoE−/−CCR3−/− mice under a hypercholesterolemic diet for two months showed a clear development of atherosclerotic lesion in the aorta characterized by a higher content of collagen, necrotic core, vascular smooth muscle cells, macrophages, and T lymphocytes than those subjected to a control diet. The apoE−/−CCR3−/− mice subjected to an atherogenic diet showed greater atherosclerotic lesion and higher collagen content and infiltration of macrophages and T lymphocytes than the mice that express the CCR3 receptor (apoE−/−CCR3+/+). The expression of eotaxin-1 in the lesion of the apoE−/−CCR3+/+ mice in a hypercholesterolemic environment was much higher than that detected in the apoE−/−CCR3−/− mice under the same conditions. This suggests that the eotaxin-1 (CCL11)/CCR3 axis may exert a protective effect in the development of the atherosclerotic process. Abdominal aortic aneurysm (AAA) is an important cause of death in developed countries, affecting mainly men over 65 years old. Currently, there is no preventive treatment because of the lack of knowledge regarding the mechanisms involved in AAA initiation, progression, and rupture. One of the causes of this pathology is linked to angiotensin-II (Ang-II), the main effector peptide of the renin-angiotensin system. Ang-II is used in vivo to induce the disease in experimental models of apoE−/− mice. The study has used the anti-hypertensive drug losartan, which acts as a selective antagonist of the Ang-II receptor type 1 (AT1), at a dose of 30 mg/kg/day. After 28 days of treatment, losartan was able to reduce Ang-II-induced AAA formation and diameter. The infiltration of T lymphocytes, macrophages, neovascularization, CXCR6+ cells, and the mRNA expression of pro-angiogenic mediators such as Mcp-1/Ccl2, Vegf, Cxcl16, and its receptor, Cxcr6 were clearly impaired. These results suggest that a monotherapy with losartan at a dose of 30 mg/kg/day may become a new and safe therapeutic tool in the control of AAA. In order to study the role of the CXCL16/CXCR6 axis in the development of AAA, mice deficient in CXCR6 receptor function (apoE−/−CXCR6GFP/GFP) were generated. In those animals deficient in CXCR6 functionality, similar results to those observed in apoE−/− mice treated with losartan were detected. Therefore, pharmacological modulation of CXCL16/CXCR6 axis may positively affect AAA development linked to disorders associated with the renin-angiotensin system.	en_US
dc.description.abstract	La hipercolesterolemia primaria (HP) es un desorden metabólico caracterizado por unos elevados niveles circulantes de lipoproteínas de baja densidad (LDL), así como por una inflamación sistémica de bajo grado, que puede finalmente dar lugar al desarrollo de aterosclerosis. Debido a la escasa información que se tiene de la enfermedad a nivel inmunológico, hemos caracterizado el comportamiento de diferentes mediadores solubles y celulares de la inflamación y sus posibles consecuencias. Para ello se ha empleado sangre completa de 22 pacientes con HP y 21 controles de semejante edad. En todos ellos se ha analizado la sangre por citometría de flujo para determinar la activación leucocitaria y plaquetaria, la proporción de las distintas subpoblaciones leucocitarias, así como la formación de agregados plaqueta-leucocito, junto con la determinación de los niveles plasmáticos de diferentes marcadores solubles. De hecho, los pacientes con HP presentaron mayores porcentajes de monocitos de tipo 3 (Mon 3), linfocitos Th2 y Th17 y plaquetas y leucocitos activados que los controles. Asimismo, se detectaron mayores niveles circulantes de interleucina (IL)-8/CXCL8, CCL2, fractalquina/CX3CL1 e IL-6 que se correlacionaron positivamente con los niveles de lípidos característicos de la HP: apolipoproteína B (apoB), LDL y colesterol total (CT). Sin embargo, los pacientes con HP mostraron niveles plasmáticos inferiores de las citocinas anti-inflamatorias IL-4 e IL-10 que los correspondientes controles. Por otro lado, la disfunción endotelial constituye una de las primeras etapas de la aterogénesis, promoviendo la adhesión y posterior migración leucocitaria hacia el foco inflamatorio. El factor de necrosis tumoral α (TNFα) es una de las citocinas principales en la hipercolesterolemia; por esta razón se han explorado las consecuencias funcionales de la presencia de elevados niveles de TNFα en los pacientes con HP. Así, se ha estudiado mediante cámara de flujo la adhesión plaqueta-leucocito y leucocito sobre el endotelio arterial estimulado o no con TNFα, observándose una mayor adhesión leucocitaria al endotelio disfuncional en los pacientes con HP. Ello sugiriere una posible asociación entre la inflamación sistémica y el desarrollo de enfermedades cardiovasculares en este desorden metabólico. Al mismo tiempo, y para saber si la ingesta de una sobrecarga lipídica oral de una preparación comercial de triglicéridos de cadena larga con una proporción ω6/ω3 >20/1, logra disminuir la inflamación sistémica, se administró a pacientes con HP y se repitió el estudio de todos los parámetros anteriores a las 4 horas de su ingesta, observándose una disminución de la activación plaquetaria así como una disminución en la adhesión leucocitaria al endotelio disfuncional. Se pudo observar que la administración de esta sobrecarga lipídica tuvo un efecto beneficioso en el estado protrombótico y proinflamatorio en los pacientes con HP. Así mismo, se detectaron elevados niveles circulantes de eotaxina-1/CCL11 y eotaxina-3/CCL26 en los pacientes con HP. Ya que ambas quimiocinas señalizan exclusivamente a través del receptor CCR3, el cual se expresa de manera constitutiva en los eosinófilos, se llevó a cabo un estudio en profundidad de la expresión del receptor en diferentes poblaciones leucocitarias, tanto en pacientes como en controles. La aterosclerosis es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en países desarrollados que presenta varias similitudes histopatológicas con la inflamación crónica. Para entender el papel que desempeña en su desarrollo el eje CCL11/CCR3, se generaron ratones deficientes en apolipoproteína E (apoE−/−) y el receptor de eotaxina-1 (CCR3; apoE−/−CCR3−/−). Se evaluó el impacto de una dieta aterogénica en la formación de la placa de ateroma en ratones apoE−/−CCR3+/+ y ratones apoE−/−CCR3−/−. Los ratones apoE−/−CCR3+/+ y apoE−/−CCR3−/− sometidos a una dieta hipercolesterolémica durante dos meses mostraron un claro desarrollo de lesión aterosclerótica en aorta caracterizada por un mayor contenido en colágeno, core necrótico, células de la musculatura lisa vascular, macrófagos y linfocitos T que aquellos sometidos a una dieta control. Los ratones apoE−/−CCR3−/− sometidos a dieta aterogénica mostraron mayor lesión aterosclerótica y mayor contenido en colágeno e infiltración de macrófagos y linfocitos T que los ratones que presentaban el receptor CCR3 (apoE−/−CCR3+/+). La expresión de eotaxina-1 en la lesión de los ratones apoE−/−CCR3+/+ en ambiente hipercolesterolémico fue mucho mayor que la detectada en los ratones apoE−/−CCR3−/− en las mismas condiciones. Esto sugieren que el eje eotaxina-1 (CCL11)/CCR3 podría ejercer un efecto protector en el desarrollo del proceso aterosclerótico. El aneurisma aórtico abdominal (AAA) es una importante causa de muerte en nuestro país, afectando principalmente a varones mayores de 65 años de edad. Actualmente no existe tratamiento preventivo ya que la falta de conocimiento sobre los mecanismos responsables de la iniciación, propagación y ruptura del AAA aún hoy en día son desconocidos. Uno de los causantes de la patología es la angiotensina-II (Ang-II), principal péptido efector del sistema renina-angiotensina, la cual es utilizada in vivo para inducir la enfermedad en modelos experimentales de ratones apoE−/−. En el estudio se ha empleado el fármaco antihipertensivo losartán, el cual actúa como antagonista selectivo del receptor de Ang-II de tipo 1 (AT1), a la dosis de 30 mg/kg/día. Tras 28 días de tratamiento, se pudo comprobar cómo la dosis de 30 mg/kg/día lograba atenuar la formación, el desarrollo y el diámetro del AAA inducida con Ang-II, así como la infiltración de linfocitos T, macrófagos, la neovascularización, células CXCR6+ y la expresión de ARNm de quimiocinas y mediadores proangiogénicos como Mcp-1/Ccl2, Vegf, Cxcl16 y su receptor Cxcr6. Estos resultados nos inducen a sugerir que una monoterapia con losartán a una dosis de 30 mg/kg/día podría ser susceptible de convertirse en una nueva y segura herramienta terapéutica en el control del AAA. Para estudiar el papel del eje CXCL16/CXCR6 en el desarrollo del AAA, se generaron ratones con el receptor CXCR6 no funcional (apoE−/−CXCR6GFP/GFP). En aquellos animales deficientes en la función de CXCR6 se observaron resultados similares a los ratones apoE−/− tratados con losartán. Por tanto, la modulación farmacológica del eje CXCL16/CXCR6 podría impactar beneficiosamente en el desarrollo del AAA asociado a alteraciones del sistema renina-angiotensina.	es_ES
dc.format.extent	228 p.	es_ES
dc.language.iso	en	es_ES
dc.subject	hipercolesterolemia	es_ES
dc.subject	aterosclerosis	es_ES
dc.subject	aneurisma	es_ES
dc.title	Study of the systemic inflammation associated to primary hypercholesterolemia, its modulation and its impact in atherosclerosis. Role of CXCL16/CXCR6 axis in abdominal aortic aneurysm formation	es_ES
dc.type	doctoral thesis	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS MÉDICAS ::Farmacología	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS MÉDICAS ::Patología::Patología cardiovascular	es_ES
dc.subject.unesco	UNESCO::CIENCIAS DE LA VIDA::Inmunología	es_ES
dc.embargo.terms	0 days	es_ES