Resumen de Studies on Estradiol, growth hormone, and suppressors of cytokine signalling-2, and the influence in liver metabolism
La función más conocida y plenamente estudiada de la Hormona de Crecimiento (GH) es la de regular el crecimiento longitudinal postnatal pero también puede afectar a un amplio rango de procesos biológicos tales como el metabolismo y la inflamación. Las acciones de la GH son mediadas, predominantemente, por la ruta de señalización Janus Quinasa (JAK)/Transductor de la Señal y Activador de la Transcripción (STAT). Esta ruta es regulada, mediante retroalimentación negativa, por la familia de los Supresores de la Señalización de Citoquinas (SOCS). Los ratones carentes de SOCS2 (SOCS2-/-) son un 40% más grandes que los animales de control debido al incremento en la sensibilidad a la GH. Este fenotipo evidencia el importante papel que desempeña SOCS2 como modulador de la señalización de GH. En esta tesis, nuestro principal objetivo fue el de ampliar el conocimiento sobre el metabolismo hepático y su relación con el eje GH-SOCS2. La Hormona Tiroidea (TH) exhibe la mayoría de sus efectos a través de su interacción con el Receptor de TH (TR), el cual a su vez puede unirse al Elemento de Respuesta a la TH (TRE) localizado en varios genes diana, tales como el gen de la GH. Por ello, primero estudiamos como el Hipotiroidismo Congénito (CH) podría dejar su huella en el programa de expresión génica hepático en la edad adulta. A tal fin, se trató a ratas embarazadas con la droga anti-tiroidea Metimazol (MMI) para inducir el CH en su descendencia masculina. Desde la segunda semana de vida se comenzaron a apreciar defectos en el crecimiento, evidenciados por la reducción del peso corporal y del tamaño de la cola. Una vez que el tratamiento con MMI fue retirado, la eficiencia alimentaria se vio incrementada, acompañada de una compensación en el crecimiento, pero los animales no consiguieron recuperase por completo en términos de masa corporal, tamaño de la cola y niveles del Factor de Crecimiento Insulínico 1 (IGF-1). En cambio, los genes diana de la GH, tales como SOCS2, aparecieron inducidos y las ratas con CH mostraban cambios significativos en la expresión hepática de genes relacionados con el metabolismo de los lípidos, incluyendo una transcripción aumentada de la señalización de PPAR¿ y una expresión reducida de genes involucrados en la absorción de colesterol y ácidos grasos, la expulsión celular de esteroles, el ensamblaje de Triglicéridos (TG), la síntesis de ácidos biliares, y la lipogénesis. Esos cambios se asociaron con una disminución de los lípidos intrahepáticos. A pesar de ser eutiroideos, los animales CH adultos mostraron un perfil transcripcional modificado en el hígado el cual podría explicarse por una respuesta tisular alterada a la sustitución hormonal con TH o GH. A continuación, usando un modelo de ratones SOCS2-/-, enfocamos nuestra investigación en el papel que SOCS2 pudiera desempeñar en el metabolismo hepático. Los ratones SOCS2-/- y sus animales de control fueron alimentados durante 4 meses con una dieta normal o una Dieta Alta en Grasa (HFD), y seguidamente se midieron la sensibilidad a insulina, el contenido hepático de lípidos, y la expresión de citoquinas inflamatorias. Los ratones SOCS2-/- exhibían un incremento en la secreción hepática de TG de un 77.6%, un descenso en los niveles de TG acumulados en el hígado del 49,3%, y se encontraban protegidos contra la esteatosis hepática inducida por la HFD. En contraste, encontramos que la atenuación en la sensibilidad sistémica a insulina producida por la HFD era más marcada en los ratones SOCS2-/-. Los hígados de los ratones SOCS2-/- alimentados con HFD mostraban un incremento en la actividad del Factor Nuclear ¿B (NF-¿B) al igual que una expresión elevada de los genes que codifican las citoquinas inflamatorias Interferón (IFN)-¿ e Interleucina (IL)-6. También se demostró un rol inhibitorio de SOCS2 sobre la señalización de los Receptores de tipo Toll (TLR) 4 en macrófagos procedentes de los ratones SOCS2-/-. El papel regulador de la GH sobre el metabolismo lipídico y la sensiblidad a la insulina nos hizo cuestionarnos cuales de las acciones fisiológicas que son atribuidas a otras rutas metabólicas podrían ser explicadas por su interferencia con la señalización de GH. La activación del Receptor X Hepático (LXR) puede causar esteatosis lipídica hepática en animales de experimentación, una situación similar a la encontrada en ausencia del Receptor de GH (GHR) en el hígado. Por ello, finalmente analizamos cuales de las acciones de la ruta del LXR podrían involucrar su interacción con la señalización de la GH. Los agonistas del LXR disminuyeron la señalización de GH en los hepatocitos y atenuaron la inducción de GH sobre los niveles de mRNA de SOCS2, SOCS3 y la Proteína SH2 Inducida por Citoquinas (CIS) en células BRL-4. Asimismo, la actividad de un vector reportero de luciferasa, conducido por el Elemento de Respuesta a GH (GHRE) del gen de SOCS2, fue inhibida por el tratamiento simultáneo con los agonistas de LXR. El efecto inhibitorio de la activación del LXR sobre la señalización de GH pudo ser reproducido en las células hepáticas mediante la sobre expresión de las Proteínas de Unión al Elemento de Regulación de Esteroles (SREBP) 1 y 2, dos factores regulados por LXR. En ambos casos, los niveles totales y fosforilados de la proteína STAT5b aparecieron significativamente reducidos. Un ensayo de unión al ADN demostró que SREBP1 se une al E-box localizado en la región promotora del gen de SOCS2 pero no compite con la unión de STAT5b en un sitio cercano del mismo promotor. En conclusión, en este trabajo hemos proporcionado evidencias de que una condición inhibitoria del crecimiento, tal como el CH, causa una influencia perdurable en el transcriptoma del hígado y provoca una respuesta hormonal alterada en la edad adulta; hemos identificado a SOCS2 como un importante regulador de la homeostasis hepática en respuesta al estrés producido por una dieta alta en grasa, y hemos desvelado su papel antiinflamatorio como regulador negativo de la señalización de TLR4; y hemos probado el efecto inhibitorio de la activación del LXR sobre la señalización de GH, un efecto mediado por las proteínas SREBP, a través de la represión de la transcripción génica de STAT5b y de la estimulación de su degradación proteica.
