LPS induce senescencia en fibroblastos cardiacos de rata a través de la vía de p38 y NF-kB

Abstract

Encontrar nuevos tratamientos para las enfermedades cardiovasculares se ha convertido en prioridad debido a los elevados porcentajes de padecimiento a nivel mundial. El fibroblasto cardíaco es uno de los principales componentes celulares del corazón, el cual ha demostrado tener un rol central en la respuesta inflamatoria cardiaca ante estímulos nocivos, actuando como célula centinela y secretando una serie de quimioquinas y citoquinas proinflamatorias. En el último tiempo se ha propuesto a la senescencia celular como un factor importante en la progresión de enfermedades cardiacas. La senescencia celular se define como una detención irreversible del ciclo celular y se caracteriza por la presencia de un fenotipo secretor asociado a senescencia (SASP) que se compone en su mayoría de factores proinflamatorios y es capaz de mantener la inflamación, así como promover la senescencia actuando sobre células vecinas. El lipopolisacárido (LPS) es un conocido agonista del Toll-Like Receptor 4 (TLR4), receptor expresado en algunos tipos celulares como los FC. Esta interacción ligando-receptor activa las vías de NF-ĸB, MAPKs y otras vías de señalización intracelular, las cuales promueven respuestas de inflamación temprana, induciendo la expresión de citoquinas y otros mediadores proinflamatorios. La inducción de senescencia en FC a través de la activación de TLR4 ha sido poco estudiada, sin embargo, se ha observado que los agonistas específicos de TLR-4 como LPS y Palmitato están asociados a senescencia. Aun así, en estos trabajos no se ha estudiado la participación de las vías transduccionales de NF-ĸB y p38 (MAPK). Por lo tanto, en este trabajo se propuso estudiar la relación existente entre el desarrollo de senescencia en FC y las vías mencionadas anteriormente, utilizando LPS como agonista de TLR-4 para su activación e inhibidores de NF-ĸB y p38 para comprobar dicha participación. Para responder a estas interrogantes, se utilizaron FC de ratas adultas, las cuales fueron incubadas en presencia de FBS 1%, por tiempos variables según condición experimental. Los FC fueron estimulados con LPS y la activación de las vías p38 y NF-kB se midió por Western Blot e inmunofluorescencia. La senescencia se midió a través de la actividad β-galactosidasa asociada a senescencia al tiempo de 72 horas. Los resultados sugieren que LPS activa tempranamente a las vías de señalización p-38 (aumento en la fosforilación) y NF-KB (aumento de traslocación nuclear). Además, éstos indican que LPS induce senescencia de FC tras 72 horas de estímulo (aumento de la actividad SA-b-gal). Finalmente, LPS es capaz de inducir senescencia celular en FC a través de las vías transduccionales de NF-ĸB y p38 MAPK. En este sentido se observó que el pretratamiento con JSH-23 y SB203580, disminuyó el efecto pro-senescente de LPS mediante las vías de NF-ĸB y p38 MAPK, respectivamente. En conclusión, LPS induce senescencia en FC a través de las vías transduccionales de NF-ĸB y p38 MAPK.

Finding new treatments for cardiovascular diseases has become a priority due to the high percentage of cardiovascular disease worldwide. The cardiac fibroblast is one of the main cellular components of the heart, which has been shown to play a central role in the cardiac inflammatory response to harmful stimuli, acting as a sentinel cell and secreting a series of pro-inflammatory chemokines and cytokines. Cellular senescence has recently been proposed as an important factor in the progression of heart disease. Cellular senescence is defined as an irreversible arrest of the cell cycle and is characterized by the presence of a senescence-associated secretory phenotype (SASP) that is composed mostly of pro-inflammatory factors and is capable of maintaining inflammation as well as promoting senescence by acting on neighboring cells. Lipopolysaccharide (LPS) is a well-known agonist of Toll-Like Receptor 4 (TLR4), a receptor expressed in some cell types such as CFs. This ligand-receptor interaction activates NF-ĸB pathways, MAPKs, and other intracellular signaling pathways, which promote early inflammatory responses, inducing the expression of cytokines and other pro-inflammatory mediators. The induction of senescence in CF through TLR4 activation has been litle studied, however, it has been observed that specific TLR-4 agonists such as LPS and Palmitate are associated with senescence. However, the involvement of the transductional pathways of NF-ĸB and p38 (MAPK) has not been evaluated in these studies. Therefore, in this work we proposed to study the relationship between the development of senescence in CF and the pathways mentioned above, using LPS as a TLR-4 agonist for its activation and inhibitors of NF-ĸB and p38 to verify this participation. To answer these questions, CF from adult rats was used, which were incubated in the presence of 1% FBS, for varying times according to experimental conditions. CFs were stimulated with LPS and activation of the p38 and NF-kB pathways was measured by Western blot and immunofluorescence. Senescence was measured through senescence-associated galactosidase activity at 72 hours. The results suggest that LPS activates the p-38 (increased phosphorylation) and NF-KB (increased nuclear translocation) signaling pathways early. In addition, they indicate that LPS induces HR senescence after 72 hours of stimulation (increased SA-b-gal activity). Finally, LPS is capable of inducing cellular senescence in CF through the transductional pathways of NF-ĸB and p38 MAPK. In this sense, it was observed that pretreatment with JSH-23 and SB203580 decreased the pro-senescent effect of LPS through the NF-ĸB and p38 MAPK pathways, respectively. In conclusion, LPS induces senescence in CF through the transductional pathways of NF-ĸB and p38 MAPK.