Senescencia celular en las complicaciones de la diabetes: mecanismos implicados y modulación terapéutica

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Medicina. Fecha de Lectura: 15-07-2022Esta Tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 15-01-2024Diabetes y dislipidemia son dos alteraciones metabólicas con un importante riesgo renal y cardiovascular, cuya prevalencia aumenta con la edad. Estas condiciones se retroalimentan acentuando la senescencia celular, un fenómeno relacionado con el envejecimiento y caracterizado por la detención de la proliferación celular en respuesta a algún daño. Un estado de senescencia celular acelerada, junto con inflamación crónica y estrés oxidativo contribuyen a la patogenia de las complicaciones crónicas de la diabetes, aunque los mecanismos implicados aún no se conocen completamente. En este trabajo hemos estudiado, en un modelo murino de nefropatía y aterosclerosis asociados a diabetes y dislipidemia, la evolución de marcadores de senescencia, inflamación y estrés oxidativo, además del efecto del tratamiento con dos compuestos sintéticos que modulan vías implicadas en estos procesos. En primer lugar, los cambios cronológicos en el fenotipo senescente, inflamatorio y oxidativo asociado al desarrollo de daño renal y vascular se analizaron en un modelo de inducción de diabetes tipo 1 en ratones con hipercolesterolemia (deficientes en el gen de apolipoproteína E), de dos edades diferentes. En comparación con los ratones diabéticos de fenotipo salvaje, la combinación de diabetes y dislipidemia agravó la pérdida de función renal, observándose valores elevados de albuminuria, mayor daño histológico (expansión mesangial, fibrosis e infiltrado inflamatorio) e incremento de marcadores de daño renal, citoquinas inflamatorias, radicales libres de oxígeno y enzimas prooxidantes, junto con un descenso de genes antioxidantes. En cuanto a los marcadores de senescencia, se detectó acumulación de lipofuscina lisosomal en tejido renal, así como un incremento de los niveles de la histona H2A.X fosforilada, el inhibidor del ciclo celular p16INK4a y la subunidad catalítica de telomerasa (TERT). La evolución de todos estos indicadores se agravó con la edad de los ratones. Además, observamos en células renales que la expresión de TERT inducida por un ambiente diabético está regulada a nivel transcripcional por el factor nuclear-κB (NF-κB). De forma paralela, el estudio en tejido aórtico demostró que la diabetes y la edad aceleran el proceso aterosclerótico en los ratones hipercolesterolémicos, que desarrollaron placas de ateroma de mayor tamaño y extensión, con gran contenido lipídico e inflamatorio y un aumento de marcadores de fenotipo senescente, inflamatorio y oxidativo. En segundo lugar, se estudió el efecto del péptido NBD, un inhibidor de la quinasa IKK en la vía canónica de activación del NF-κB. In vitro, NBD inhibió las respuestas mediadas por NF-κB en células renales y vasculares expuestas a un ambiente diabético. In vivo, el tratamiento con NBD previno el desarrollo de daño renal y vascular en ratones con diabetes e hipercolesterolemia, reduciendo en riñón y aorta los marcadores de senescencia, inflamación y estrés oxidativo. En tercer lugar, se evaluaron las propiedades in vitro e in vivo de un flavonoide sintético actualmente en desarrollo farmacológico. A las dosis empleadas, el flavonoide mostró un perfil de seguridad y efecto antioxidante y antiinflamatorio en células renales y vasculares. La administración oral en ratones con hipercolesterolemia y diabetes redujo los indicadores de senescencia, inflamación y estrés oxidativo, mejoró la evolución de la nefropatía diabética y limitó el desarrollo de aterosclerosis, favoreciendo además un fenotipo de placa más estable. En conclusión, este trabajo demuestra que hiperglucemia y dislipemia agravan los procesos crónicos de senescencia celular, inflamación y estrés oxidativo vinculados al envejecimiento y contribuyen a la progresión del daño renal y vascular. Además, la modulación de mecanismos relacionados con la senescencia celular acelerada puede ser una potencial terapia para frenar las complicaciones micro y macrovasculares de la diabetesEste trabajo ha sido posible gracias a la financiación de las siguientes entidades: • Ministerio de Ciencia e Innovación: Proyectos Retos-Colaboración RTC2017-6089-1 y Retos-Investigación RTI2018-098788-B-I00 • Comunidad de Madrid: Contrato Predoctoral CAM PEJD-2017-PRE/BMD-4874. • Instituto de Salud Carlos III: Proyectos DTS19/00093 y PI20/00487 y Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM