Crosstalk between HGF and TGF-ß signaling pathways in adult liver progenitor cells and hepatocellular carcinoma cells

Resumen

Las células progenitoras hepáticas, HPCs, células ovales en modelos murinos, son una población de células bipotenciales que se activan tras un daño hepático crónico, proliferan y migran en el parénquima hepático, y se diferencian a hepatocitos y colangiocitos, compensando así la pérdida de masa y manteniendo la funcionalidad hepática. Sin embargo, estas células podrían tener un papel profibrótico, favoreciendo la expansión y la severidad de la fibrosis y también podrían ser el origen celular de algunos subtipos de carcinoma hepatocelular. Es por ello necesario estudiar las señales y mecanismos que regulan su biología y función. Entre estas señales se encuentran la vía de señalización de TGF beta y de HGF. Así, el objetivo general de este trabajo fue analizar la relevancia de la interacción cruzada entre las vías de TGF beta y HGF en la biología y el destino de la célula oval en el hígado dañado, así como estudiar si dicha interacción podría intervenir en procesos de hepatocarcinogenesis. Para ello, nos planteamos, 1 caracterizar la transición epitelio mesénquima, EMT, inducida por TGF beta en las células ovales in vitro y evaluar sus efectos en el destino de la célula oval tras su trasplante en un hígado fibrótico. 2 Elucidar la regulación medida por la vía de HGF Met sobre la respuesta de EMT inducida por TGF beta y su contribución a las propiedades de la célula oval. 3 Analizar la vía de TGF beta en células tumorales hepáticas procedentes de hígados con sobreexpresión de Met y cómo esta vía podría afectar al crecimiento y supervivencia de la célula tumoral. Nuestros resultados muestran que las células ovales sufren un proceso de EMT parcial en respuesta al tratamiento crónico con TGF beta. Este proceso provoca profundos cambios en el fenotipo y las propiedades de las células. Además de la pérdida de algunos marcadores epiteliales y la adquisición de marcadores mesenquimales, estas células adquieren ventajas proliferativas, de supervivencia e invasión. Sin embargo, estos cambios desencadenados por la EMT no están asociados con la adquisición de marcadores y propiedades de célula madre, sino con la diferenciación hacia el linaje del hepatocito. Estos cambios también confieren a las células ovales una mayor capacidad regenerativa in vivo, siendo capaces de atenuar el daño hepático tras ser trasplantadas en ratones con un proceso de fibrosis hepática inducida por CCl4. Adicionalmente, nuestros resultados revelan que la vía de HGF Met es esencial para permitir la expansión de la célula oval tras la inducción de EMT por TGF beta. En ausencia de la actividad tirosina quinasa de Met las células ovales entran en senescencia, proceso simultáneo a un estrés oxidativo exacerbado. En este sentido, hemos descubierto un nuevo papel para Twist como mediador de la actividad antioxidante de HGF Met frente al estrés oxidativo inducido por TGF beta en células ovales. La vía de HGF Met también influye en las características fenotípicas y funcionales de las células ovales adquiridas después de la EMT. Por otro lado, mostramos evidencias preliminares de la activación de la vía de señalización de TGF beta en hígados de ratón con sobreexpresión moderada de Met y en los tumores hepáticos que desarrollan, así como de la existencia de interacciones reguladoras recíprocas entre las vías de HGF Met y TGF beta en líneas de células tumorales derivadas de estos hígados. Así, en células tumorales hepáticas con niveles altos de Met esta vía se encuentra constitutivamente activada y presentan una disminución en la activación de Smads por TGF beta, mientras que en células tumorales con una baja sobreexpresión de Met, el TGF beta disminuye la fosforilación de Met. Esta interacción a nivel de señalización afecta a las propiedades de la célula tumoral. De hecho, nuestros resultados sugieren que la actividad quinasa de Met es crítica para la supervivencia y la protección de las células tumorales frente a la apoptosis inducida por TGF beta.