El factor inhibitorio de leucemia activa la vía de transducción de señales JAK1/STAT3 en células de la granulosa e induce la ovulación en rata adulta in vivo

Abstract

El ovario es la gónada femenina que tiene como función la producción de hormonas esteroidales y la producción de un ovulo maduro para su posterior fecundación. Este proceso está regulado principalmente por dos ejes, siendo uno de ellos el eje Hipotálamo-Hipófisis-Ovario y el sistema nervioso simpático. Además de estas dos vías de regulación el ovario sintetiza factores locales que regulan su propia función, siendo uno de estos factores el Factor Inhibitorio de Leucemia (LIF). Esta proteína es pleiotrópica, teniendo distintos efectos dependiendo del tipo celular y se conoce que actúa mediante tres vías de señalización JAK/STAT, MAPK y PI3K/AKT. Algunos estudios in vitro en distintos modelos animales han mostrado que LIF promueve la foliculogénesis y la ovulación. Además de esto, es reducida la cantidad de estudios que existen sobre la señalización de LIF en el ovario o en el tipo celular, por lo que este trabajo, usando el modelo animal de rata se plantea la siguiente hipótesis: LIF activa la vía de transducción de señales JAK1/STAT3 en células de la granulosa e induce la ovulación en rata adulta in vivo”. El objetivo general fue demostrar que la vía de señalización de LIF mediante JAK/STAT está presente en células de la granulosa de ratas de dos meses de edad y evaluar si LIF promueve el proceso ovulatorio. Para esto se realizaron tres objetivos. 1) Evaluar la fosforilación de los componentes de la vía de señalización 2) Determinar la participación de LIF en la regulación de la expresión génica de sus componentes de señalización en un extracto de células de granulosa y ovario residual. 3) Determinar la participación de LIF en el proceso de ovulación en ovario de rata adulta in vivo. Los resultados mostraron que LIF aumenta la expresión de jak1, pero no afecta la expresión de stat3, de lifrβ, gp130 en células de granulosa. En cambio, en ovario residual se observó una clara tendencia al aumento de la expresión de jak1, stat3, lifrβ y gp130 al incubar con LIF. En el caso de jak1 en células de granulosa y de stat3 en ovario residual, se observó un efecto inhibitorio al incubar en presencia del inhibidor de LIF (EC359). Al evaluar la fosforilación de JAK1 y STAT3 al incubar con LIF por 30 minutos, se observó solamente que STAT3 se fosforila, sin poder determinar la fosforilación de JAK1. El estudio in vivo de administración de EC359 por 28 días, sobre el recuento de cuerpos lúteos como indicar de ovulación, se observó una disminución de cuerpos lúteos <700 μm y entre 700-1000 μm, sin encontrar efectos en el ciclo estral ni en el peso de las ratas. Estos resultados sugieren que los componentes de la vía JAK/STAT se encuentran presentes tanto en células de granulosa como en ovario residual y que la estimulación con LIF tiene una activación de STAT3 en ovario completo mas se presentan efectos diferenciados en células de granulosa y ovario residual. El estudio in vivo con el inhibidor de LIF sugiere que aumenta la vida media del cuerpo lúteo y los efectos den la ovulación requiere futuros estudios.

The ovary is the female gonad whose function is the production of steroid hormones and the production of a mature ovum for subsequent fertilization. This process is mainly regulated by two axes, one of them being the hypothalamus-pituitary-ovary axis and the sympathetic nervous system. In addition to these two regulatory pathways the ovary synthesizes local factors that regulate its own function, one of these factors being Leukemia Inhibitory Factor (LIF). This protein is pleiotropic, having different effects depending on the cell type and is known to act through three signaling pathways JAK/STAT, MAPK and PI3K/AKT. Some in vitro studies in different animal models have shown that LIF promotes folliculogenesis and ovulation. In addition to this, there are few studies on LIF signaling in the ovary or in the cell type, so this work, using the rat animal model, hypothesizes: LIF activates the JAK1/STAT3 signal transduction pathway in granulosa cells and induces ovulation in the adult rat in vivo". The overall objective was to demonstrate that the LIF signaling pathway via JAK/STAT is present in granulosa cells of 2-month-old rats and to evaluate whether LIF promotes the ovulatory process. For this purpose, three objectives were performed. 1) To evaluate the phosphorylation of the signaling pathway components 2) to determine the involvement of LIF in the regulation of gene expression of its signaling components in an extract of granulosa and residual ovarian cells. 3) To determine the involvement of LIF in the ovulation process in adult rat ovary in vivo. The results showed that LIF increases the expression of jak1, but does not affect the expression of stat3, lifβ, gp130 in granulosa cells. In contrast, in residual ovary, a clear trend of increased expression of jak1, stat3, lifβ and gp130 was observed upon incubation with LIF. In the case of jak1 in granulosa cells and stat3 in residual ovary, an inhibitory effect was observed upon incubation in the presence of the LIF inhibitor (EC359). When assessing the phosphorylation of JAK1 and STAT3 upon incubation with LIF for 30 minutes, only STAT3 was observed to be phosphorylated, without being able to determine the phosphorylation of JAK1. The in vivo study of administration of EC359 for 28 days, on corpora lutea count as an indication of ovulation, a decrease in corpora lutea <700 μm and between 700-1000 μm was observed, with no effect on the estrous cycle or weight of the rats. These results suggest that components of the JAK/STAT pathway are present in both granulosa cells and residual ovary and that stimulation with LIF has an activation of STAT3 in the whole ovary but differential effects are present in granulosa cells and residual ovary. In vivo study with LIF inhibitor suggests that it increases the half-life of the corpus luteum and the effects on ovulation require further study.