Papel de receptor de Dopamina D3 en la activación de microglias y astrocitos

Abstract

La neuroinflamación constituye un proceso patogénico que conduce a la neurodegeneración en varios trastornos, que incluyen la enfermedad de Parkinson (EP) y la sepsis, entre otros. A pesar de que las células microgliales son los actores centrales en la neuroinflamación, los astrocitos desempeñan un papel regulador clave en este proceso. Nuestros resultados previos indicaron que tanto el antagonismo farmacológico como la deficiencia genética del receptor de dopamina D3 (D3R) atenuaron la neuroinflamación y la neurodegeneración en un modelo de EP inducido por 1–metil–4–fenil–1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP). Aquí, estudiamos cómo la señalización de D3R afecta la dinámica de activación de microglía y astrocitos en el contexto de la sepsis. La neuroinflamación fue inducida por la administración intraperitoneal de LPS. El efecto de la deficiencia genética o el antagonismo farmacológico de D3R en el fenotipo funcional de los astrocitos y la microglía se determinó mediante citometría de flujo. Nuestros resultados muestran que D3R se expresó exclusivamente en astrocitos, pero no en células microgliales. La deficiencia de D3R atenúa la adquisición del fenotipo M2 por células microgliales e induce un fenotipo insensible de astrocitos en el mesencéfalo de ratones que sufren inflamación sistémica. Además, se observaron alteraciones similares en los fenotipos funcionales de las células gliales promovidas por el antagonismo de D3R y por la deficiencia genética de D3R tras la exposición a LPS. Los análisis mecanísticos muestran que la deficiencia de D3R resultó en una fuerte reducción en la expresión de la enzima pro-inflamatoria iNOS y una expresión exacerbada de la proteína anti-inflamatoria Fizz1 in vivo. Además, los análisis realizados en cultivos primarios de células gliales in vitro muestran que la deficiencia de D3R resultó nuevamente en una expresión exacerbada de Fizz1 inducida por IL-4, y en una expresión elevada de IL-1β inducida por LPS. Estos resultados sugieren que la señalización de D3R regula la adquisición de características pro-inflamatorias y anti-inflamatorias por los astrocitos y la microglía, favoreciendo finalmente la activación microglial y promoviendo la neuroinflamación.

Neuroinflammation constitutes a pathogenic process leading to neurodegeneration in several disorders, including Parkinson's disease (PD) and sepsis. Despite microglial cells are the central players in neuroinflammation, astrocytes play a key regulatory role in this process. Our previous results indicated that pharmacologic-antagonsim or genetic deficiency of dopamine receptor D3 (D3R) attenuated neuroinflammation and neurodegeneration in a PD model induced by 1–methyl–4–phenyl–1,2,3,6-tertahydropyridine (MPTP). Here, we studied how D3R-signalling affects the dynamic of activation of microglia and astrocyte in the context of sepsis. Neuroinflammation was induced by intraperitoneal administration of LPS. The effect of genetic D3R-deficiency or pharmacologic D3R-antagonism in the functional phenotype of astrocytes and microglia was determined by flow cytometry. Our results show that D3R was exclusively expressed in astrocytes, but not in microglial cells. D3R -deficiency attenuates the acquisition of M2-phenotype by microglial cells and promotes an unresponsive phenotype of astrocytes in the midbrain of mice undergoing systemic inflammation. Furthermore, similar alterations in the functional phenotypes of glial cells were observed by D3R-antagonism and genetic deficiency of D3R upon LPS challenge. Mechanistic analyses show that D3R-deficiency resulted in dramatic reduction in the expression of the pro-inflammatory enzyme iNOS and exacerbated expression of the anti-inflammatory protein Fizz1 in glial cells in vivo. Additionally, in vitro analyses show that D3R-deficiency resulted again in a exacerbated expression of Fizz1 induced by IL-4 and an elevated expression of IL-1β induced by LPS. These results suggest that D3R-signalling regulates the acquisition of pro-inflammatory and anti-inflammatory features by astrocytes and microglia, finally favouring microglial activation and promoting neuroinflammation.