Resumen de Las células estrelladas hepáticas en las enfermedades del hígado y el desarrollo de nuevos modelos de fibrosis
a enfermedad hepática y la subsecuente pérdida de función del hígado es un gran desafío en la clínica actual, se encuentra entre las 10 causas de muerte más frecuentes y la cuarta más frecuente entre adultos de mediana edad. La situación empeora progresivamente durante las últimas décadas, debido a diversos factores que incluyen el aumento en incidencia y prevalencia de la enfermedad hepática grasa, el envejecimiento de la población de pacientes con hepatitis y un mayor riesgo de desarrollar complicaciones que empeoran el pronóstico de los pacientes. Entre aquellos pacientes cuya enfermedad avanza a una fase de cirrosis descompensada, se ha descrito un síndrome de insuficiencia hepática aguda sobre crónica (ACLF, acute-on-chronic-liver failure). Este síndrome se caracteriza por una aguda descompensación en pacientes con una enfermedad hepática crónica subyacente o cirrosis, y se asocia a varios fallos orgánicos y una muy alta mortalidad a corto plazo. La inflamación sistémica que se desarrolla en pacientes con ACLF y su correlación con complicaciones clínicas sugieren que la inflamación juega un papel clave en el avance de la enfermedad y en el desarrollo de fallos orgánicos extrahepáticos Actualmente, son escasos los tratamientos para evitar la progresión de la enfermedad hepática crónica. Y para obtener nuevas dianas terapéuticas es necesario profundizar en el conocimiento de los mecanismos implicados en el desarrollo de la enfermedad.
Las pentraxinas constituyen una superfamilia de proteínas multiméricas y multifuncionales que están filogenéticamente conservadas. Las pentraxinas se pueden dividir en dos grupos, las pentraxinas cortas y las largas. En el grupo de las pentraxinas cortas encontramos CRP y SAP, dentro del grupo de las pentraxinas largas la primera en identificarse fue PTX3 y después se identificaron NPTX1, NPTX2 y PTX4. PTX3 es rápidamente producida y liberada por diversos tipos celulares, en respuesta a estímulos pro-inflamatorios o infección. Una vez liberada, PTX3 actúa como un ancestro funcional de un anticuerpo, jugando un papel en la activación del complemento, la opsonización y aglutinación de patógenos, y en la regulación de la inflamación. Además, PTX3 también participa en el control de la deposición de matriz extracelular y la angiogénesis. No obstante, se desconoce el papel que podría estar ejerciendo PTX3 en el hígado.
Esto nos llevó a investigar el papel que PTX3 podría jugar en la reparación tisular y la inflamación, además de servir como biomarcador para determinadas enfermedades hepáticas.
Hemos identificado a las células estrelladas hepáticas activadas como las principales productoras de PTX3 en enfermedad hepática crónica y en un daño agudo sobre crónico. PTX3 ejerce una retroalimentación positiva sobre las células estrelladas hepáticas, incrementando la activación pero no el perfil pro-inflamatorio de éstas. Aparte de sus efectos en la respuesta de reparación tisular, hemos demostrado que PTX3 reduce el daño tisular y el reclutamiento de células inmunes inducido por LPS en un daño acute-on-crhonic. Además, PTX3 posee un efecto modulador en la inflamación hepática y particularmente en la respuesta a LPS. En cuanto a su relevancia clínica, se encontró que PTX3 está muy incrementada en enfermedades crónicas hepáticas, particularmente en condiciones de acute-on-chronic como es la hepatitis alcohólica, situación en la que PTX3 correlacionaba con la severidad de la enfermedad, endotoxemia y mortalidad.
La realización de estudios como el de PTX3 en esta tesis doctoral, así como la evaluación in vitro de toxicidad hepática, resulta complicado con los modelos in vitro actuales. Teniendo en cuenta la dificultad de aislar células primarias y la alta variabilidad existente por el historial de cada paciente. Para solventar estas dificultades, y realizar ensayos a mayor escala, es necesario generar una fuente renovable y estandarizada de células estrelladas hepáticas. Nos hizo proponernos como estrategia a seguir la generación de células estrelladas hepáticas a partir de la diferenciación de células pluripotentes.
En el segundo estudio de esta tesis doctoral, hemos descrito un protocolo que eficientemente diferencia CEHs a partir de células pluripotentes. En esta tesis se ha demostrado por primera vez que es posible generar células con características fenotípicas y funcionales de CEHs maduras, con una sólida caracterización en comparación con CEHs primarias. Además, proporcionamos una prueba de concepto del uso de iPSC-HSCs para generar cultivos complejos in vitro de esferoides que mimeticen mejor la complejidad del hígado y sus funciones. En cocultivo, las iPSC-HSCs promueven el mantenimiento de la funcionalidad metabólica de los hepatocitos al mismo tiempo que son capaces de responder a toxicidad mediada por los hepatocitos, activándose y promoviendo la fibrogénesis, uno de las principales consecuencias adversas hepáticas asociadas a fármacos.
Los estudios que componen esta tesis han permitido entender mecanismos moleculares que regulan las CEHs y la fisiopatología hepática. Por un lado, avanzar en el conocimiento de la implicación de PTX3 en procesos autorregularotrios en respuesta al daño hepático que orquestan la reparación tisular y modulan la inflamación. Y por otro lado, proponer una alternativa a la utilización de CEHs primarias mediante la obtención de CEHs diferenciadas derivadas de células pluripotentes, y su uso para modular la enfermedad.
