Ομοιόσταση φωσφολιπιδίων και ο ρόλος της ATX στην χρόνια φλεγμονή

Abstract

Autotaxin (ATX) is a secreted lysophospholipase D, largely responsible for extracellular production of lysophosphatidic acid (LPA), a bioactive phospholipid. LPA has numerous effects in most cell types, signaling through at least 6 receptors (LPAR) exhibiting wide spread distribution and overlapping specificities. The ATX/LPA axis has been involved in different chronic inflammatory and fibroproliferative disorders, including pulmonary fibrosis and multiple sclerosis. In this study, we examined the efficacy of a potent inhibitor of ATX (PF-8380) and an antagonist of LPAR1 (AM095) in bleomycin (BLM)-induced pulmonary fibrosis. Both compounds abrogated the development of pulmonary fibrosis and prevented the distortion of lung architecture, exhibiting qualitative and quantitative differences in different manifestations of the modeled disease. In the second part of this study, we have demonstrated that ΑΤΧ levels increase in the spinal cord upon EAE development in mice, leading to local increases of LPA levels, strongly suggesting that the ATX/LPA axis participates in the pathogenesis of EAE. ATX expression was localized in activated astrocytes and macrophages-microglia upon EAE. The conditional genetic deletion from astrocytes resulted in embryonic lethality, thus extending previous observations on the vital role of ATX/LPA in embryonic development and opening new research directions. Moreover, the effect of the genetic deletion of ATX from macrophages-microglia was the attenuation of EAE severity, proving an overall detrimental role of monocytic-derived ATX in EAE pathogenesis, likely though LPA mediated autocrine macrophage activation.

Η αυτοταξίνη (ATX, ENPP-2) είναι μέλος της οικογένειας των εξωνουκλεοτιδικών πυρο-φωσφατασών/ φωσφοδιεστερασών. Η ΑΤΧ αποτελεί μια εκκρινόμενη λυσοφωσφολιπάση D η οποία ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για την εξωκυττάρια παραγωγή του λυσο-φωσφατιδικού οξέος (LPA), μέσω υδρόλυσης της λυσοφωσφατιδυλοχολίνης (LPC). Το LPA έχει πολυάριθμες επιδράσεις στους περισσότερους κυτταρικούς τύπους, επιτελούμενες μέσω τουλάχιστον έξι υποδοχέων (LPAR) συζευγμένων με G πρωτεΐνες, οι οποίοι εμφανίζουν ευρεία κατανομή και επικαλυπτόμενες ιδιότητες. Ο άξονας ATX/LPA έχει εμπλακεί σε διάφορες χρόνιες φλεγμονώδεις παθήσεις και ινωτικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της πνευμονικής ίνωσης και της σκλήρυνσης κατά πλάκας που μελετήθηκαν στην παρούσα διατριβή. Στο πρώτο μέρος της μελέτης εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα ενός ισχυρού αναστολέα της ΑΤΧ (PF-8380) και ενός ανταγωνιστή του υποδοχέα LPA1 (AM095) στην ανάπτυξη και εξέλιξη της πνευμονικής ίνωσης η οποία προκαλείται από μπλεομυκίνη. Η αξιολόγηση της ίνωσης στηρίχθηκε σε μακροσκοπικές παρατηρήσεις (βιωσιμότητα και σωματικό βάρος), βιοχημικές αναλύσεις του βρογχοκυψελιδικού υγρού και στην παθολογοανατομική εξέταση του πνευμονικού ιστού. Με βάση τα αποτελέσματα, τόσο ο αναστολέας της ΑΤΧ όσο και ο ανταγωνιστής του υποδοχέα LPA1, εμπόδισαν την ανάπτυξη της πνευμονικής ίνωσης και την παραμόρφωση της αρχιτεκτονικής των πνευμόνων, παρουσιάζοντας ποιοτικές και ποσοτικές διαφορές σε διαφορετικές εκφάνσεις της πειραματικής ασθένειας, συμβάλλοντας έτσι στην προσπάθεια εύρεσης νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για την πνευμονική ίνωση. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας στόχος ήταν να αποκρυπτογραφηθεί ο ρόλος της σηματοδότησης του LPA και της αυτοταξίνης (ATX) στην παθοφυσιολογία της σκλήρυνσης κατά πλάκας. Η σκλήρυνση κατά πλάκας (ΜS, multiple sclerosis) είναι μια χρόνια, υποτροπιάζουσα-διαλείπουσα νευροφλεγμονώδης και νευροεκφυλιστική διαταραχή που μπορεί να εκδηλωθεί με ποικιλία νευρολογικών συμπτωμάτων. Στην μελέτη αυτή, βρέθηκαν αυξημένα επίπεδα ΑΤΧ στο νωτιαίο μυελό κατά την ανάπτυξη της πειραματικής αυτοάνοσης εγκεφαλομυελίτιδας (ΠΑΕ) σε μύες, οδηγώντας σε τοπικές αυξήσεις των επιπέδων LPA, υποδηλώνοντας ότι ο άξονας ATX/LPA συμμετέχει στην παθογένεια της ΠΑΕ. Η έκφραση της ΑΤΧ εντοπίστηκε σε ενεργοποιημένα αστροκύτταρα και στα μικρογλοιακά/μακροφάγα κύτταρα. Η γενετική απαλοιφή της ΑΤΧ από τα αστροκύτταρα οδήγησε σε εμβρυϊκή θνησιμότητα, επεκτείνοντας έτσι προηγούμενες παρατηρήσεις σχετικά με τον βασικό ρόλο της ATX στην εμβρυϊκή ανάπτυξη και ανοίγοντας νέες ερευνητικές κατευθύνσεις. Όσον αφορά την ΑΤΧ που παράγεται από τα μικρογλοιακά/μακροφάγα, η γενετική απαλοιφή της από τον συγκεκριμένο κυτταρικό τύπο είχε ως αποτέλεσμα την εξασθένηση του φαινοτύπου της ΠΑΕ, αποδεικνύοντας το βασικό ρόλο της ΑΤΧ των μακροφάγων στην παθογένεια της ΠΑΕ.