Caracterización de nuevos mediadores y marcadores de daño renal identificados mediante transcriptómica

Resumen

El fracaso renal agudo (FRA) en una condición potencialmente letal para la cual no existe terapia más allá del reemplazo de la función renal, que puede evolucionar a enfermedad renal crónica. El estudio de sus mecanismos patogénicos puede permitir el desarrollo de nuevos abordajes terapéuticos. En este sentido, hipotetizamos que el estudio detallado de los mecanismos moleculares reclutados por TWEAK, una citoquina que contribuye al daño renal, puede ayudar a diseñar nuevas estrategias terapéuticas. Las modificaciones postraduccionales de histonas modulan la expresión génica y el daño renal. Dentro de estas, la crotonilación de histonas es una modificación postraduccionales de histonas descrita recientemente. El primer objetivo fue estudiar la regulación y el impacto de la crotonilación en la enfermedad renal. La crotonilación de histonas se estudió en células murinas de túbulo proximal en cultivo y en riñones de ratones con FRA inducido por ácido fólico o cisplatino y se observó que aumenta durante el FRA y en células tubulares en cultivo expuestas a la citoquina TWEAK. Además, experimentos de ChIP-seq desvelaron mayores niveles de crotonilación de histonas en los genes que codifican para el regulador de biogénesis mitocondrial PGC-1α y la decrotonilasa sirtuina-3 (SIRT3) tanto en células tubulares estimuladas con TWEAK como en tejido renal murino de FRA. El siguiente paso fue evaluar el papel de la crotonilación en el daño renal. El crotonato aumentó la crotonilación de histonas in vitro e in vivo, y la expresión de PGC-1α y SIRT3, y disminuye la de CCL2 en células tubulares en cultivo y en riñones sanos. Además, la administración sistémica de crotonato protege frente al FRA experimental. En esta tesis se ha identificado por primera vez factores, tales como el estrés celular y la disponibilidad de crotonato, que aumentan la crotonilación de histonas in vivo e in vitro; y este aumento podría tener un efecto beneficiosos en el FRA. Por otro lado, el éxito de las pruebas de agentes nefroprotectores dirigidos a la mitocondria sugieren un papel clave del daño mitocondrial en el FRA. Un mejor conocimiento de la regulación de los factores responsables de la biogénesis mitocondrial podría darnos pistas para nuevas aproximaciones terapéuticas para el FRA. Por ello, como segundo objetivo de esta tesis se estudió la interacción entre la inflamación y los reguladores de biogénesis mitocondrial. Por transcriptómica se identificó una disminución de PGC-1α y de sus genes diana que codifican para proteínas mitocondriales (Ndufs1, Sdha y Tfam) tanto en FRA como en células tubulares en cultivo estimuladas con TWEAK. Estudios funcionales in vitro e in vivo desvelaron la relación entre TWEAK y PGC-1α. Los niveles de expresión de PGC-1α y sus genes dianas están disminuidos en el FRA y esto depende de TWEAK. En células tubulares cultivadas TWEAK disminuye la expresión de PGC-1α a través de la activación de NFκB y de la deacetilación de histonas, lo que causa disfunción mitocondrial. La información obtenida en los estudios de esta tesis servirá en el futuro para diseñar aproximaciones terapéuticas que preserven la función mitocondrial y proteger dl daño renal.