Modulación redox de la autofagia en la glándula de Harder de hámster Sirio

Resumen

La glándula de Harder (GH) de hámster Sirio (Mesocricetus auratus) posee un elevado metabolismo porfirinogénico con un gran dimorfismo sexual, mostrando los machos mucha menor concentración de porfirinas que las hembras. Incluso en la GH de los hámsteres macho, esta actividad porfirinogénica es mayor que en el hígado. El estrés oxidativo fisiológico derivado de la producción constante de porfirinas es tan elevado que la GH necesita de mecanismos de supervivencia adicionales y extraordinarios para luchar contra esta exposición crónica que, en otros órganos, produciría efectos deletéreos. Esos mecanismos incluyen procesos invasivos y autofágicos. Durante este trabajo intentamos caracterizar las masas invasivas observadas en la GH. Para abordar esa tarea consideramos que las masas invasivas siguen los pasos de un proceso maligno: crecimiento celular del epitelio como tumor benigno, rotura de la lámina basal, invasión del tejido subyacente y de capilares. Los resultados mostraron que la presencia de estas masas, especialmente en la GH hembra, está unida a la expresión de ciertos factores considerados como marcadores tumorales en otras circunstancias, como las proteínas degradadoras de la matriz extracelular (metaloproteasas y catepsinas), el antígeno de proliferación nuclear (PCNA), p53 y el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF). ¿Cómo puede ser posible que la GH muestre, en condiciones normales, un fenotipo tumoral? La estrategia de supervivencia de la GH también incluye la presencia de procesos autofágicos que han sido considerados como un sistema constante de renovación. Nuestros datos de catepsinas aportaron indicaciones indirectas acerca de la presencia de procesos de muerte celular que afectan a la ruta lisosomal, especialmente en la GH hembra que mostró una acumulación de cuerpos autofágicos. Nuestros resultados mostraron diferentes grados de autofagia en la GH de hámster Sirio dependiendo del sexo y probablemente controlados por los factores de transcripción sensibles al estado redox: NF-kappaB y p53. El descubrimiento de este dimorfismo sexual en la autofagia y en la señalización redox otorga un papel central a las especies reactivas de oxígeno en la regulación de la autofagia. Para estudiar si las alteraciones en el estado redox pueden afectar a la autofagia, inyectamos melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina, MEL) a hámsteres hembra durante dos periodos: 1 mes y 2 meses. La MEL es un antioxidante endógeno que reduce los efectos deletéreos de los radicales libres por diferentes vías. MEL actúa como depurador directo de radicales libres y estimula la actividad y expresión de enzimas implicados en el metabolismo de los radicales libres. Nuestros resultados revelaron un efecto diferente dependiendo del tiempo del tratamiento. Los marcadores de estrés oxidativo se redujeron en el tratamiento de 1 mes pero tras el tratamiento de 2 meses esos parámetros recuperaron los niveles del control. Incluso, en este último grupo de animales la MEL pareció mostrar efectos prooxidantes. El tratamiento de 1 mes disparó una translocación al núcleo de p53 que condujo a la transactivación de DRAM (modulador de la autofagia relacionado con el daño). DRAM es un regulador de la autofagia inducido por p53 y de acuerdo con ello, el tratamiento de 1 mes indujo una mayor expresión de los marcadores autofágicos Beclin-1 y LC3-II. Por otra parte, en el tratamiento de 2 meses, la activación de NF-kappaB no afectó a la expresión de sus proteínas diana. En el ese mismo tratamiento los niveles nucleares de p53 se redujeron, así como los niveles de los marcadores autofágicos. En esta tesis describimos por primera vez la inducción de la autofagia por la melatonina por medio de una acción dependiente de p53, corroborando que el estrés oxidativo puede modular la autofagia a través de la señalización de los factores de transcripción sensibles al estado redox. El tratamiento de 2 meses con MEL demuestra que se requieren estudios adicionales para descubrir los efectos de tratamientos prolongados con antioxidantes, especialmente los concernientes a la autofagia y a la modulación de las defensas antioxidantes. Con todo ello, proponemos un significado fisiológico para los procesos autofágicos e invasivos: el estrés oxidativo modula la autofagia en la GH de hámster Sirio desarrollando una autofagia de supervivencia en machos, mientras que en hembras, la autofagia culmina en una muerte celular por desprendimiento que juega un papel importante en la actividad secretora de la glándula, generando una secreción holocrina masiva.