Fisiología y fisiopatología del DLK1 en el endotelio vascular

Resumen

El objetivo de esta tesis es el estudio del papel de la proteína DLK1 (elhomólogo de Delta Like 1) en el desarrollo de la vasculatura, en concreto de la angiogénesis, que es la formación de nuevos vasos a partir de otros preexistentes. Este proceso ocurre en situaciones fisiológicas, tales como el desarrollo embrionario, formación de la placenta, en la vascularización del endometrio durante el ciclo menstrual, crecimiento óseo y cicatrización de heridas y en procesos patológicos, donde se da un crecimiento anormal de los vasos sanguíneos, tales como la psoriasis, la degeneración macular asociada a la edad, el desarrollo de tumores, las úlceras diabéticas y la artritis reumatoide inmunogénica. La proteína DLK1 está implicada en la diferenciación de distintos tipos celulares: adipocitos, osteoblastos, hepatocitos, células musculares y hematopoyéticas. Tiene una estructura muy similar a los ligandos canónicos de la ruta de Notch y se le clasifica como un ligando no canónico de dicha ruta, la cual está implicada en diferentes procesos, siendo uno de los más importantes el de angiogénesis.En este trabajo se describe la expresión de DLK1 en células endoteliales procedentes de organismos adultos de diferentes especies (bovina, murina, porcina y humana). Hasta el momento únicamente se había descrito su expresión en varios tejidos a nivel embrionario como son la glándula pituitaria, páncreas, pulmón, glándula adrenal, placenta y otros tejidos derivados del mesodermo, mientras que en adultos su expresión era conocida en glándula pituitaria, renal y determinados tipos de tumores.Debido a su expresión en el endotelio y a su implicación en la ruta de Notch se estudió si podría desempeñar algún papel en el proceso de angiogénesis. Para ello hicimos varias aproximaciones utilizando modelos in vitro (scracth-assay y formación de angiotubos en matrigel), ex vivo (ensayos de anillos de aorta), e in vivo (ensayo de implantación de estructuras de matrigel ¿plugs¿ subcutáneamente, estudio de la formación de la vasculatura en la retina de ratones y estudio de la formación de la vasculatura en el modelo de pez zebra). La sobreexpresión de DLK1 fue capaz de inhibir de forma notable la formación de angiotubos, mientras que la carencia de DLK1 produjo un aumento de la formación de angiotubos en células endoteliales procedentes de animales knockout (KO) para Dlk1. En los experimentos in vivo se observó como DLK1 es capaz de inhibir la formación de nuevos vasos, mientras que una carencia de DLK1 da lugar a alteraciones en la estructura de los vasos. En el modelo del pez zebra la sobreexpresión de DLK1 dió lugar a una formación aberrante de los vasos, mientras que una disminución de la expresión se asoció con un aumento de angiogénesis ectópica así como un aumento en la angiogénesis tumoral.El mecanismo a través cual DLK1 podría ejercer su acción en el proceso de angiogénesis podría estar mediado por varias rutas. Una de ellas es la ruta de Notch, ya que alteraciones en la expresión de DLK1 conlleva a inhibición o activación de dicha ruta. Así en las células endoteliales procedentes de animales carentes para Dlk1 hay una activación medida por las dianas finales de dicha ruta. Además DLK1 también podría estar ejerciendo su efecto a través de otros mecanismos, como por ejemplo la ruta de TGF-ß, ya que se observó como en las células KO para Dlk1 hay una mayor respuesta a TGF-ß.Por los resultados obtenidos en este trabajo puede concluirse que la proteína DLK1 está implicada en la regulación del proceso de angiogénesis, no solamente a nivel fisiológico, sino también a nivel patológico. Estos resultados ponen de manifiesto una ruta de regulación del proceso de angiogénesis.