Estudio de la xantina oxidasa y otros parámetros de estado redox en el envejecimiento cronológico, prematuro y patológico en raton

Resumen

El envejecimiento subyace a una situación de estrés oxidativo crónico (aumento de oxidantes y/o disminución de antioxidantes) que contribuye al daño oxidativo y al deterioro de la funcionalidad celular. Enzimas oxidantes como la xantina oxidasa (XO) podrían contribuir de forma importante al aumento del estrés oxidativo asociado al envejecimiento. La XO es una de las principales fuentes citoplasmáticas de ROS, juega un importante papel en la regulación del estado redox celular y contribuye al estrés oxidativo en numerosas patologías, sin embargo, aún no está claro su papel como prooxidante en el envejecimiento. Con la edad, también se ha descrito un declive de enzimas antioxidantes, como la superóxido dismutasa (SODt) o la catalasa (CAT), cuyo balance es determinante para mantener el equilibrio redox. Además, un alto estrés oxidativo está asociado a una mayor ansiedad, acelerando la velocidad de envejecimiento y disminuyendo la longevidad. Por otro lado, el estrés oxidativo está implicado en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer (EA), sin embargo son pocos los estudios sobre el estado redox a nivel periférico en fases tempranas de la EA. Por todo ello, los objetivos planteados fueron: 1) Estudiar los cambios con la edad en la actividad/expresión de la XO y otros parámetros de estado redox en órganos, células inmunitarias y plasma de ratones de distintas edades y cepas. 2) Caracterizar las poblaciones leucocitarias y los cambios en la actividad/expresión de la XO y otros parámetros de estado redox en leucocitos peritoneales a lo largo del envejecimiento. Estudiar la contribución de la XO al estrés oxidativo asociado a dicho proceso. 3) Caracterizar a la XO y otros parámetros de estado redox en órganos, células inmunitarias y plasma en un modelo de envejecimiento prematuro en ratón. Estudio en distintas cepas y edades. 4) Estudiar el efecto de la administración crónica de alopurinol (1 mmol/L) sobre el estado redox de órganos y leucocitos peritoneales de ratones viejos prematura (PAM) y no prematuramente (NPAM) envejecidos. 5) Caracterizar los cambios en la XO y otros parámetros de estado redox a nivel periférico en ratones adultos, hembras y machos, en un modelo triple transgénico para la EA (3xTgAD). Los resultados obtenidos en la presente tesis indican que: 1) En los ratones ICR-CD1 y BALC/c la actividad/expresión de la XO aumenta con la edad en órganos y células inmunitarias. Este aumento es muy marcado en los viejos, que también presentan un declive en sus defensas antioxidantes y un aumento del balance XO/(SODt+CAT) y del daño oxidativo a lípidos, que correlaciona con el aumento de XO. Por el contrario, los longevos muestran unos niveles preservados de actividad/expresión de XO, así como de producción de oxidantes y de defensas antioxidantes, similares a los adultos. 2) Los ratones viejos presentan una alteración en sus poblaciones leucocitarias peritoneales y un mayor estrés oxidativo en relación a los adultos. Sin embargo, los longevos presentan en sus leucocitos un estado redox preservado y unas poblaciones celulares conservadas. La inhibición con alopurinol in vitro demuestra que la XO contribuye al aumento de la producción de ROS con la edad, y sobre todo de H2O2. 3) Los PAM adultos muestran un mayor estrés y daño oxidativo en comparación con los NPAM, siendo similar al observado en ratones viejos. Las diferencias entre los NPAM y los PAM se pierdan en edades avanzadas. 4) La administración crónica de alopurinol disminuye el estrés oxidativo en ratones viejos, y de forma más marcada en los PAM. 5) Los 3xTgAD adultos muestran a nivel periférico un aumento del estrés oxidativo en relación a la cepa salvaje, siendo este más marcado en los machos. Los resultados de este estudio demuestran la implicación y contribución de la XO al estrés y daño oxidativo asociado al proceso de envejecimiento. Así, la determinación de su actividad y expresión en células inmunitarias, podría ser un buen marcador de edad biológica.