Nuevos mecanismos celulares implicados en la inflamación vascular mediada por la interleuquina-1B (1 beta) y la glucosa: Papel del inflamasoma NLRP3 y de las vesículas extracelulares

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Farmacología. Fecha de lectura: 16-04-2021Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 16-10-2022La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad epidémica que está considerada como un importante factor independiente de riesgo cardiovascular. En efecto, las enfermedades cardiovasculares (CVD) representan la mayor causa de morbimortalidad en estos pacientes. Se ha apuntado a la hiperglucemia como un causante principal de enfermedad vascular en DM. Sin embargo, el estricto control de la glucemia no ha conseguido evitar la aparición de CVD. Actualmente, la diabetes está considerada como una enfermedad inflamatoria, caracterizada por la presencia de elevados niveles de mediadores inflamatorios, entre los que destaca la interleuquina (IL)-1β, cuya implicación en el desarrollo de CVD asociadas a la DM, ha sido recientemente demostrada en una serie de ensayos clínicos. En el presente trabajo, se estudiaron en primer lugar los mecanismos, a través de los cuales, la IL-1β induce inflamación en cultivos de células de músculo liso vascular humano (CMLVH), y su modulación por elevadas concentraciones de glucosa extracelular. Nos centramos en el estudio del inflamasoma NLRP3, complejo de la inmunidad innata que produce la forma activa de la IL-1β. La glucosa potenció la activación del inflamasoma NLRP3 inducida por la IL-1β en las CMLVH, resultando en una mayor producción de la propia IL-1β madura, sin que este incremento de la glucosa indujese cambios por sí mismo en la activación de este complejo inmune. Por otra parte, ahondando en los mecanismos celulares inducidos por la IL-1β en las CMLVH, se estudió la capacidad de la citoquina para modificar el patrón secretor de vesículas extracelulares (EVs) liberadas por estas células. La IL-1β indujo un incremento en la secreción de ambos tipos de EVs, tanto de gran tamaño (lEVs), como de pequeño tamaño (sEVs), e indujo la presencia de componentes del inflamasoma NLRP3, incluida la propia IL-1β madura, en el interior de ambas poblaciones. Además, la glucosa potenció este efecto prosecretor de la IL-1β sobre las CMLVH, así como la presencia de los componentes asociados al inflamasoma NLRP3 en su interior. Por último, se comprobó mediante bioensayo que las lEVs procedentes de CMLVH expuestas a IL-1β fueron capaces de producir una respuesta inflamatoria en CMLVH testigo no tratadas. Esta respuesta fue muy superior cuando las lEVs procedían de células expuestas a la IL-1β y a altas concentraciones de glucosa, lo que destaca el papel de las EVs como posibles mediadores inflamatorios en la comunicación intercelular. Además, y con el objetivo de analizar posibles abordajes terapéuticos se estudió el papel del fármaco biológico anakinra (AK), una proteína recombinante que bloquea el receptor de IL-1. AK no sólo fue capaz de impedir la activación del inflamasoma NLRP3 inducida por la IL-1β en CMLVH, sino que además impidió su potenciación por elevadas concentraciones de glucosa. Asimismo, AK previno tanto la sobreproducción de EVs inducida por IL-1β y su potenciación por alta glucosa, como la presencia de componentes del inflamasoma NLRP3 y de la IL-1β madura en su interior. En conjunto, la IL-1β representa una potencial diana terapéutica para prevenir y/o tratar las complicaciones vasculares asociadas a la DM con nuevos fármacos ya aprobados como anakinra y el anticuerpo monoclonal canakinumab. Asimismo, el inflamasoma NLRP3 y el transporte de sus componentes, incluida la propia IL-1β, en EVs emergen como nuevos mecanismos potenciales implicados en la inflamación vascular asociada a enfermedades metabólicas como la D