Relevancia fisiopatológica de la reprogramación de macrófagos por antifolatos

• Autores: Sara Fuentelsaz Romero
• Directores de la Tesis: Amaya Puig Kröger (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 265
• Tribunal Calificador de la Tesis: Maria Cristina Casals Carro (presid.), María Paloma Sánchez Mateos Rubio (secret.), Ángel Luis Corbi Lopez (voc.), Isabel Castrejón (voc.), Jose Luis Rodriguez Fernandez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Inmunología
  • Ciencias médicas
    • Medicina interna
      • Reumatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Los macrófagos son células del sistema inmunitario innato que exhiben una gran plasticidad fenotípica y funcional. La integración de señales derivadas de su ontogenia y del microambiente donde se localizan determinan diferentes estados de polarización. Esta versatilidad funcional les permite estar implicados tanto en el inicio de procesos inflamatorios en respuesta a patógenos como en el mantenimiento de la integridad tisular y resolución de la inflamación. Así, la desregulación de macrófagos está ligada al desarrollo y perpetuación de patologías autoinmunes asociadas con la inflamación crónica como la artritis reumatoide (AR) en la que los macrófagos contribuyen significativamente a la inflamación del tejido sinovial (sinovitis) y a la destrucción articular.

    El mecanismo de acción del metotrexato (MTX), fármaco antinflamatorio de primera elección en el tratamiento de la AR, no está completamente elucidado y se carece de marcadores de respuesta clínica validados. El MTX actúa selectivamente en macrófagos polarizados por GM-CSF (GM-MØ) in vitro en los que establece un estado de tolerancia (inmunidad entrenada o memoria inmune innata) contra estímulos proinflamatorios. Para evaluar la capacidad del MTX de inducir un estado de tolerancia cruzada a LPS in vivo y determinar el tiempo-respuesta de dicho efecto se realizó el ensayo clínico EudraCT 2017- 002902-11 que consistió en la administración de una dosis de MTX a seis sujetos sanos y la determinación de la concentración de citoquinas antes (basal) y 3h, 24h y 120h después de la toma de MTX en sangre periférica, monocitos y macrófagos, y del perfil transcripcional de monocitos. En comparación con los niveles basales, 5 días después de la toma de MTX la concentración de IL-6, IL-1ß e IL-10 es menor en plasma y la concentración de TNF-¿ es menor en monocitos en respuesta a LPS. Asimismo, los monocitos presentan un perfil transcripcional menos proinflamatorio y más profibrótico y reparador. Estos resultados son compatibles con que la exposición in vivo a MTX promueve un estado de tolerancia cruzada frente a LPS en monocitos y leucocitos de sangre periférica y nos han permitido seleccionar el tiempo de 5 días después de la toma de MTX como tiempo-respuesta de visualización de los efectos de inmunidad entrenada por MTX para la realización de un posterior estudio observacional en pacientes con AR de reciente comienzo que vayan a iniciar tratamiento con MTX.

    El pemetrexed (PMX) es un fármaco antifolato que bloquea enzimas implicadas en el metabolismo de un carbono (OCM) y actúa selectivamente en macrófagos GM-MØ. Considerando la gran variabilidad en la respuesta clínica a MTX y una serie de parámetros farmacocinéticos que confieren una ventaja farmacológica del PMX frente al MTX, evaluamos si el PMX inducía un estado de tolerancia cruzada a LPS in vitro en GM-MØ. Los resultados indican que el PMX es capaz de reprogramar el perfil proinflamatorio de GM-MØ de forma que, ante la exposición a LPS, disminuye la expresión de genes implicados en la respuesta inflamatoria y atenúa la producción de citoquinas proinflamatorias y la señalización de TLR4. Asimismo, demostramos la implicación de CD14, correceptor de TLR4, en la tolerancia inducida por PMX y MTX en respuesta a LPS en GM-MØ. Nuestros resultados amplían el mecanismo de la acción de MTX en GM-MØ, evidencian el efecto antiinflamatorio global de PMX en macrófagos humanos y revelan que el OCM supone una ruta metabólica implicada en el establecimiento de la memoria inmune innata. La relevancia fisiopatológica de estos resultados se apoya en la medida de la concentración sérica de CD14 soluble (sCD14) en dos cohortes de pacientes con AR en tratamiento con MTX. La concentración de sCD14 disminuye significativamente en pacientes con AR respondedores a MTX tras 6 meses de tratamiento en monoterapia y correlacionan con DAS28 (Disease Activity Score 28), mientras que no cambian en pacientes no respondedores.

  • English

    Macrophages are cells of the innate immune system that exhibit a huge phenotypic and functional plasticity. The integration of signals derived from their ontogeny and the stimuli from the microenvironment determine different states of polarization. This functional versatility allows macrophages to be involved in the initiation of inflammatory response to pathogens, in tissue maintenance and repair and in the resolution of inflammation. Therefore, macrophage dysregulation is linked to the development and perpetuation of autoimmune pathologies associated with chronic inflammation such as rheumatoid arthritis (RA) in which macrophages contribute significantly to synovitis and joint destruction.The mechanism of action of methotrexate (MTX), the anchor antiinflammatory drug for RAtreatment, remains inconclusive. Importantly, no robust markers exist for MTX responsiveness. MTX acts selectively targets GM-CSF-polarized macrophages (GM-MØ) where MTX establishes a state of innate immune tolerance against proinflammatory stimuli in vitro. The aim of this study was to evaluate the capacity of MTX to induce a state of cross-tolerance to LPS (innate immune memory) in vivo and to determine the kinetic of this effect. We carried out the clinical trial EudraCT 2017-002902-11 in which six healthy volunteers received a single dose of MTX. The production of cytokines in response to LPS in whole blood, monocytes and macrophages and the transcriptional profile of monocytes were determined before (baseline) and after (3h, 24h and 120h) MTX intake. 5 days (120h) after MTX intake a significant reduction in LPS-induced IL-6, IL-1β and IL-10 (in whole blood) and TNF-α (in monocytes) was found respect to baseline levels. Moreover, monocytes exhibited aless pro-inflammatory and more profibrotic transcriptomic profile 5 days after MTX intake...