Paper de la 2-ciclooxigenasa i la 5-lipooxigenasa en la inflamació hepàtica i del teixit adipós

Els eicosanoids són els mediadors lípidics inflamatoris més potents i juguen un paper clau en diversos processos fisiològics i patològics modulant la iniciació, progressió i resolució de la inflamació. Per aquest motiu en la present tesi s'ha investigat el paper de les dues vies majoritàries de formació d'eicosanoids, la via de la ciclooxigenasa (COX)-2 i la de la 5-lipooxigenasa (LO), a dos teixits claus a l'homeostasi corporal: el teixit hepàtic i el teixit adipós. Durant el primer estudi, vam examinar la contribució de la COX-2 i la 5-LO en la progressió de la inflamació i fibrosi hepàtica. L'administració de SC-236, un inhibidor de la COX-2, combinat amb el CJ-13,610, un inhibidor de la 5-LO, a ratolins tractats amb CCl4, va reduir la fibrosi i la necroinflamació hepàtica, augmentant l'apoptosi en cèl·lules no parenquimals. Vam confirmar aquests resultats amb ratolins deficients per la 5-LO que van rebre SC-236. Vam realitzar un perfil farmacològic addicional d'aquests compostos en macròfags, on van regular diferentment l'expressió de IL-6. Durant el segon estudi, vam investigar la contribució de la via de la 5-LO a la inflamació del teixit adipós i la disfunció lipídica a l'obesitat. El teixit adipós de ratolins obesos va presentar un increment de la expressió de la proteïna activadora de la 5-LO (FLAP) i els nivells de LTB4. La incubació de explants de teixit adipós amb productes de la 5-LO va produir l'activació del NF-kappaB i va augmentar la secreció d'adipoquines proinflamatòries. A més, el LTB4 va modular el transport d'àcids grassos lliures al teixit adipós. El teixit adipós obès presentava una infiltració de macròfags, elevats nivells d'àcids grassos lliures i esteatosi hepàtica, efectes que van ser revertits amb la inhibició de la FLAP. Aquesta inhibició va modular a més l'AMPK, la HSL i de la secreció de TNFalfa i IL-6. En conjunt, aquests resultats ens indiquen que els eicosanoids, mediadors lipídics derivats de l'àcid araquidònic, tenen una paper regulador de la inflamació tissular. A nivell del fetge la inhibició simultània de la via de la COX-2 i la 5-LO exerceix un efecte preventiu del dany hepàtic necroinflamatori i la fibrogènesi. A nivell de teixit adipós la via de la 5-LO és una nova diana en la prevenció de l'estat inflamatori i de la disfunció lipídica. Això ens indica que aquestes vies representen una potencial estratègia terapèutica en aquests teixits estudiats.In this thesis we investigated the major eicosanoid formation pathways, cyclooxygenase-2 (COX-2) and 5-lipooxygenase (5-LO), and their role in hepatic and adipose tissue inflammation. In the first study, we examined the contribution of COX-2 and 5-LO to the progression of hepatic inflammation and fibrosis. Separate administration of SC-236, a COX-2 inhibitor, and CJ-13,610, a 5-LO inhibitor, to CCl4-treated mice significantly reduced fibrosis without affecting necro-inflammation. Conversely, combined administration of SC-236 and CJ-13,610 reduced both necro-inflammation and fibrosis and increased the number of apoptotic non-parenchymal liver cells. These findings were confirmed in 5-LO-deficient mice receiving SC-236, which also showed reduced hepatic MCP-1. Additional pharmacological profiling of SC-236 and CJ-13,610 was performed in macrophages, the primary hepatic inflammatory cell type. These drugs differentially regulated IL-6 in macrophages. During the second study, we investigated the contribution of the 5-LO pathway to adipose tissue inflammation and lipid dysfunction in experimental obesity. Constitutive expression of key components of the 5-LO pathway as well as LT receptors were detected in adipose tissue. Adipose tissue from obese mice exhibited increased 5-LO activating protein (FLAP) expression and LTB4 levels. Incubation of adipose tissue with 5-LO products resulted in NF-kappaB activation and augmented secretion of pro-inflammatory adipokines. In addition, LTB4 reduced FFA uptake in adipocytes, whereas 5-LO inhibition suppressed lipolysis. In mice with obesity, elevated FLAP expression in adipose tissue was paralleled with macrophage infiltration, increased FFA levels and hepatic steatosis, phenomena that were reversed by FLAP inhibition. Interestingly, FLAP inhibition induced AMPK in parallel with decreases in HSL activity and the secretion of TNFalpha and IL-6. Taken together, these findings indicate that both COX-2 and 5-LO pathways are contributing factors to hepatic inflammation and fibrosis and that the 5-LO pathway signals the adipose tissue "low-grade" inflammatory state and steatogenic potential in experimental obesity, representing potential targets for therapy.