La esfingosina-1-fosfato liasa como herramienta terapéutica para modular los niveles de esfingosina-1-fosfato y reducir los déficits funcionales causados por la lesión medular

Resumen

Las lesiones traumáticas de la médula espinal (LME) desencadenan una compleja serie de alteraciones bioquímicas y respuestas celulares secundarias que afectan a los sistemas nervioso, vascular e inmune, exacerbando el daño inicial y agravando los déficits funcionales. La caracterización de las vías de señalización y los mecanismos subyacentes a todos estos procesos resulta fundamental para desarrollar estrategias terapéuticas capaces de reducir los déficits funcionales inducidos por la lesión LME. Evidencias recientes sugieren que los esfingolípidos juegan un papel activo en varias patologías del sistema nervioso central. Es más, se ha demostrado que la esfingosina-1-fosfato (S1P) actúa en la señalización de múltiples procesos que, a su vez, tienen lugar tras la LME, señalando a este esfingolípido anti-apoptótico y proliferativo como una prometedora diana terapéutica para el tratamiento de la LME. Diversos estudios han mostrado que la concentración de S1P puede regularse a través de la S1P liasa (SPL), la enzima que regula su degradación irreversible. El presente estudio tiene como objetivo explorar el potencial terapéutico de incrementar la concentración de S1P mediante la inhibición de SPL para promover la recuperación funcional en la médula espinal dañada. La caracterización de la concentración de los esfingolípidos durante la fase subaguda de la LME reveló que la lesión induce un aumento de la concentración en la S1P en la medula espinal, estrechamente relacionado con el cambio de concentración de su precursor pro-apoptótico, la esfingosina. Interesantemente, este equilibrio se pierde a los 3 días post-lesión hacia condiciones pro-apoptóticas. La LME también induce cambios en la concentración de varios esfingolípidos en sangre y suero, que podrían servir como biomarcadores tempranos de la LME. La posterior caracterización de la SPL reveló cambios locales en la expresión génica, proteica y en la actividad de esta enzima durante la fase subaguda de la LME. Sin embargo, el patrón de cambio de la expresión proteica de SPL tras el trauma difiere sustancialmente del de su expresión génica y del de su actividad enzimática. Esta falta de relación entre expresión y actividad de SPL supone un punto clave a considerar a la hora de diseñar herramientas terapéuticas destinadas a modular la concentración de S1P. Análisis histológicos y comportamentales en ratones transgénicos SPL+/- indicaron que la reducción parcial de la expresión génica de SPL podría favorecer la recuperación funcional tras la lesión medular, aunque los resultados no fueron concluyentes. Posteriores análisis moleculares revelaron que los cambios en la expresión o actividad de SPL y en la concentración de S1P que tienen lugar tras la lesión medular no difieren entre animales silvestres y transgénicos SPL+/-. Estos resultados sugieren que las mejoras funcionales observadas tras la LME en estos animales podrían ser debidas a artefactos o bien ser consecuencia de cambios ajenos a la médula espinal. Por último, evaluamos la viabilidad y la efectividad de la inhibición farmacológica de la SPL. Los ensayos in vitro realizados revelaron que dos compuestos de nueva síntesis, RBM-7.32 y RX-116, son capaces de inhibir eficazmente la actividad enzimática de SPL sin inducir efectos tóxicos relevantes en la línea celular neural Neuro2a. Sin embargo, la inhibición parcial de la actividad de SPL resultó ineficaz a la hora de proteger a cultivos del neuroblastoma Neuro2a frente a una estimulación apoptótica. En conjunto, nuestros resultados demuestran que la lesión en la médula espinal causa alteraciones en la concentración local de varios esfingolípidos, incluida la S1P, que podrían contribuir a eventos clave en la fisiopatología de la lesión medular. Sin embargo, la falta de efectividad a la hora de modular la expresión y/o actividad de la enzima SPL en la médula espinal dañada no ha permitido testar los efectos terapéuticos del incremento local de la concentración de S1P.