Bases moleculares de la depleción de glutatión y de la necrosis celular en la pancreatitis aguda. Papel de las proteín quinasas activadas por mitógenos.

Acute pancreatitis is an inflammation initially localized in the pancreatic gland which may lead to local and systemic complications. The development of severe acute pancreatitis is mediated by pathophysiological mechanisms involved in the systemic inflammatory response, cytokines and oxidative stress being their components of major importance. Nevertheless, it is still unknown why an episode of acute pancreatitis remains mild or progresses to a severe form. Glutathione depletion occurs in pancreas during acute pancreatitis and it has been related to necrosis cell death and severity of the disease. The aim of this study is to clarify the mechanism involved in glutathione depletion in experimental acute pancreatitis. Taurocholate-induced acute pancreatitis was used as a severe experimental model of the disease whereas caerulein-induced acute pancreatitis was used as a mild experimental model. Results showed that ineffective induction of -glutamil cistein synthetase occurs after taurocholate-induced acute pancreatitis. However, caerulein induced pancreatitis produced high expresion of this enzyme. Taurocholate-induced acute pancreatitis showed early activation of the three major families of mitogen-activated protein kinases. In this model, pentoxifylline prevented JNK and ERK activation while oxypurinol prevented p38 activation. Combined treatment of pentoxifylline and oxypurinol almost abolished MAPK phosphorylation in the pancreas. TNF- did not play an important role in glutathione depletion because this depletion associated with caerulein-induced pancreatitis occurred similarly in wild type mice, TNF- knockout mice and TNF- receptor knockout mice. ERK inhibition prevented taurocholate-induced glutathione depletion in acinar cells and AR42J cells. However, JNK and p38 were not implicated in glutathione depletion produced by taurocholate in this cell line. AEBSF, a serin protease inhibitor, prevented glutathione depletion in AR42J cells. In addition, AEBSF diminished taurocholate-induced necrosis increasing apoptosis cell death. Conversely, lysosomal proteases, proteasome, calcium and -GT did not play a significant role in glutathione depletion in AR42J. Therefore, our results suggest that glutathione depletion occurs not by lysosomal but MAP kinase-dependent, calcium-independent protease or peptidase which is inhibited with AEBSF.RESUMEN La pancreatitis aguda es el proceso inflamatorio agudo del páncreas con afectación variable de otros tejidos regionales y sistemas orgánicos alejados. Es una enfermedad con una incidencia relativamente elevada en España y en el resto del mundo y con una mortalidad entre el 10 y el 45% de los casos graves de la enfermedad. Los mecanismos moleculares por los que una pancreatitis aguda se desarrolla, así como aquellos que conducen a una pancreatitis grave, aún no están del todo esclarecidos. Se ha descrito que el glutatión, que es el antioxidante intracelular más abundante de la célula, sufre una depleción en modelos de pancreatitis experimental. Esta depleción está relacionada con mayor gravedad de la enfermedad, así como mayor mortalidad de las células acinares por necrosis. El objetivo de la presente tesis ha sido determinar los mecanismos responsables de la depleción de glutatión en el páncreas en la pancreatitis aguda experimental. Utilizando dos modelos experimentales de pancreatitis aguda se han obtenido las siguientes conclusiones: En la pancreatitis aguda necrótica inducida con taurocolato en ratas se produce una depleción severa y precoz de glutatión reducido en el tejido pancreático. Esta depleción se mantiene durante al menos nueve horas tras la inducción de la pancreatitis. Se observa una inducción ineficaz de la -glutamil cisteína sintetasa en páncreas durante la pancreatitis aguda severa que podría contribuir a la depleción mantenida de glutatión. En la pancreatitis aguda necrótica inducida con taurocolato no aumenta la expresión de las subunidades de la -glutamil cisteína sintetasa durante las primeras horas, a pesar de la unión de la ARN polimerasa II tanto a los promotores como a los exones de los genes que codifican las subunidades de esta enzima. Sin embargo, en la pancreatitis aguda edematosa inducida en ratas con ceruleína se produce de forma precoz un gran aumento en la expresión de la subunidad catalítica de la -glutamil cisteína sintetasa. Esta marcada inducción se debe principalmente a la unión de los factores de transcripción NF-B, SP-1 y c-Myc al promotor. En la pancreatitis aguda experimental inducida con taurocolato se produce de forma temprana un aumento en la fosforilación de las quinasas ERK 1/2, JNK y p38 en el páncreas. Posteriormente, desciende progresivamente la fosforilación de las mismas hasta alcanzar niveles semejantes al control a las seis horas tras la inducción. El tratamiento con pentoxifilina previene la fosforilación de ERK 1/2 y de JNK, mientras que el oxipurinol previene la fosforilación de p38. El tratamiento combinado con pentoxifilina y oxipurinol previene simultáneamente la fosforilación de las tres principales familias de MAP quinasas. El TNF- no tiene un papel significativo en la depleción de glutatión en la pancreatitis aguda dado que la depleción de glutatión asociada a la pancreatitis aguda inducida por ceruleína se produce tanto en ratones control wild type como en ratones knockout de TNF- o de los receptores de TNF-. La inhibición de la vía de ERK previene la depleción de glutatión inducida con taurocolato in vitro tanto en células acinares como en células AR42J. No obstante, JNK y p38 no influyen significativamente en esta depleción de glutatión. El inhibidor de proteasas AEBSF previene la depleción de glutatión inducida por taurocolato en células AR42J. Sin embargo, las proteasas lisosomales, el proteasoma, el calcio y la -glutamil transpeptidasa no juegan un papel significativo en la depleción de glutatión. El AEBSF, inhibidor de la depleción de glutatión, disminuye la necrosis inducida por taurocolato en células AR42J, aumentando la muerte celular por apoptosis. Por tanto, nuestros resultados sugieren que la depleción de glutatión en páncreas en la pancreatitis aguda se debe a una proteasa o peptidasa no lisosomal dependiente de MAP quinasas, no dependiente de calcio e inhibible por AEBSF. _________________________________________________________________________________________________