Estudio de los efectos del alcohol sobre la inflamación y liberación de exosomas en células microgliales

Abstract

[ES] El alcohol es un compuesto neurotóxico, y su abuso puede causar daño cerebral e incluso neurodegeneración. Los mecanismos de la neurotoxicidad del etanol no están bien esclarecidos, pero trabajos de los últimos años del laboratorio de Patología Celular ( CIPF) han demostrado que el etanol es capaz de activar la respuesta del sistema inmunitario en cerebro y de los receptores del sistema inmune TLRs causando neuroinflamacion y daño neural. En concreto, se demostró que el etanol activa la señalización del receptor TLR4 in células gliales, desencadenando una respuesta inflamatoria que conlleva a la activación del factor de transcripción NF-kB, y a la liberación de mediadores inflamatorios y citosinas, que causan neuroinflamación y daño cerebral. Sin embargo, se desconocen los mecanismos por los que el alcohol es capaz de producir y extender la neuroinflamación en el cerebro. Recientemente se han descrito unas microvesículas, denominadas exosomas, que además de participar en la comunicación intercelular controlando las funciones fisiológicas entre las células, también se han implicado en situaciones de estrés, daño celular así como en diferente patologías. De hecho, estudios de los últimos años han demostrado la participación de los exosomas en la iniciación y regulación de la respuesta neuroinflamatoria. Basados en los antecedentes descritos, el objetivo del presente trabajo es estudiar si el etanol es capaz tanto de inducir una respuesta inmune inflamatoria en las células de microglía BV-2, así como de alterar la liberación de exosomas en dichas células. Los resultados obtenidos demuestran que el etanol activa la vía de señalización de los TLR4 en las células microgliales BV-2, aumentando la expresión de la forma fosforilada de ERK, JNK y p65 a los 30 min de su estimulación con etanol, y la expresión de COX-2 e iNOS a partir de 1-3 h, así como la expresión del receptor TLR4. Utilizando técnicas de citometría de flujo y western blot también se demostró que el etanol es capaz de aumentar la liberación de exosomas en las células BV-2. Por tanto, estos resultados sugieren que el etanol es capaz de activar a las células de microglía, desencadenando una respuesta neuroinflamatoria, en la que está implicada la liberación de exosomas, que podrían participar como mediadores en la amplificación de la inflamación en cerebro.

[EN] Alcohol is a neurotoxic compound, and its abuse can cause brain damage and even neurodegeneration. The mechanisms of ethanol neurotoxicity are not well understood, but results from the last years of the Cellular Pathology Laboratory of the CIPF have shown that ethanol, by activating the immune system response and the immune receptors TLRs in the brain, can cause neuroinflammation and neural damage. Specifically, it was demonstrated that ethanol is capable of activating TLR4 receptor signaling, triggering an inflammatory response that leads to the activation of the transcription factor NF-kB, and the release of inflammatory mediators and cytokines, which cause inflammatory damage and brain injury. However, the mechanisms by which alcohol is capable of producing and extending neuroinflammation in the brain are unknown. Recently, a novel microvesicles have been described, called exosomes, which, in addition to participating in intercellular communication by controlling the physiological functions between cells, have also been implicated in cellular stress and damage as well in different pathologies. Recent studies have shown the participation of exosomes in the initiation and regulation of the neuroinflammatory response. Based on the described background, the objective of this work is to study whether ethanol is capable of both inducing an inflammatory immune response in BV-2 microglia cells, and to alter the release of exosomes in these cells. The results obtained show that ethanol activates the signaling pathway of TLR4 in BV-2 microglial cells, increasing the expression of the phosphorylated form of ERK, JNK and p65 at 30 min upon ethanol stimulation, and the expression of COX-2 and iNOS upon 1-3 h, as well as the expression of the TLR4 receptor. Using flow cytometry and western blot techniques it was also demonstrated that ethanol is capable of increasing the release of exosomes in BV-2 cells. These results suggest that ethanol is capable of activating microglia cells, triggering a neuroinflammatory response, and the release of exosomes that could participate as mediators in the amplification of inflammation within the brain.