Análisis del papel del neuropéptido cortistatina en fibrosis hepática

Abstract

Chronic hepatocellular lesions trigger tissue repair responses that can become dysregulated and lead to the development of liver fibrosis. This process, characterized by the generation and deposition of fibrous tissue in the liver and the accumulation of extracellular matrix proteins disrupting the liver architecture by forming a fibrous scar, can ultimately lead to the development of cirrhosis or hepatocellular carcinoma. Because of this, liver fibrosis is one of the main causes of morbidity and mortality globally. Despite having considerable knowledge about the pathogenesis of the fibrotic process, there are still no adequate biomarkers or therapies really effective for liver diseases associated with fibrosis development. Therefore, it is necessary to find factors with beneficial effect on fibrosis and that could be attractive candidates for being used either as biomarker or as therapeutic agent. In this doctoral thesis we have investigated the potential protective role of the neuropeptide Cortistatin in the development of pathological liver fibrosis. For this we have performed two different experimental models where hepatocellular injury was induced by repeated administration of the toxic agent carbon tetrachloride, and cholestatic injury through ligation of the common bile duct. Both models were induced in mice with normal gene expression and mice with partial or total Cortistatin deficiency. In this way, we have showed that Cortistatin deficiency predisposes to the development of earlier and exacerbated clinical signs during the development of fibrosis and leads to a higher mortality rate, and that Cortistatin treatment avoids and reverts the progression of the induced fibrogenic response and the tissular damage caused by it. Likewise, we have demonstrated the inverse correlation between the development of liver fibrosis and the expression of Cortistatin, and the ability of this neuropeptide to signal through receptors associated with other anti-fibrotic factors being able to trigger a more powerful synergistic anti-fibrogenic response. During this thesis we have also investigated the phenotype and genetic signature of Cortistatin-deficient hepatic stellate cells. We have described a high number of differentially expressed genes in Cortistatin deficient cells that reveal a profile highly compromised with differentiation to activated myofibroblast, having among them genes associated with muscle development and function. Therefore, with the results obtained during this doctoral thesis, it is proved that the neuropeptide Cortistatin emerges as a potential marker of poor prognosis in the development of liver fibrosis and as an anti-fibrotic agent suitable for the treatment of chronic liver disorders with different etiologies.

Lesiones hepatocelulares crónicas desencadenan respuestas de reparación tisular que se pueden desregular y conducir al desarrollo de fibrosis hepática. Este proceso, caracterizado por la generación y deposición de tejido fibroso en el hígado y la acumulación de proteínas de matriz extracelular distorsionando la arquitectura hepática al formar una cicatriz fibrosa, puede en última instancia conducir al desarrollo de cirrosis o de carcinoma hepatocelular. A causa de ello, es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad a nivel global. A pesar de tener un conocimiento considerable sobre la patogénesis del proceso fibrótico, aún no existen ni biomarcadores adecuados ni terapias que sean realmente eficaces para las enfermedades hepáticas asociadas a su desarrollo y, por tanto, es necesaria la búsqueda de factores que presenten un efecto beneficioso sobre la fibrosis y puedan ser candidatos atractivos para su uso ya sea como biomarcador o como agente terapéutico. En esta tesis doctoral hemos investigado el potencial papel protector del neuropéptido Cortistatina en el desarrollo de la fibrosis hepática patológica. Para ello hemos inducido dos modelos experimentales diferentes donde se indujo la lesión hepatocelular mediante la repetida administración del agente tóxico tetracloruro de carbono, y la lesión colestática a través de la ligación del ducto biliar común. Ambos modelos fueron inducidos en ratones con dotación génica normal y ratones con deficiencia, tanto parcial como total, en Cortistatina. De esta forma hemos comprobado que la deficiencia en Cortistatina predispone al desarrollo de signos clínicos más tempranos y exacerbados durante el desarrollo de la fibrosis y que conducen a una mayor tasa de mortalidad, y que el tratamiento con Cortistatina consigue evitar y revertir la progresión de la respuesta fibrogénica inducida y, por tanto, el daño desencadenado por ésta. Asimismo, hemos demostrado la relación inversa existente entre el desarrollo de la fibrosis hepática y la expresión de Cortistatina, y la capacidad de este neuropéptido para señalizar a través de receptores asociados a otros factores anti-fibróticos y poder desencadenar así una respuesta anti-fibrogénica sinérgica más potente. Durante esta tesis hemos investigado también el fenotipo y la firma genética de las células estrelladas hepáticas deficientes en Cortistatina. Hemos descrito un elevado número de genes diferencialmente expresados en las células deficientes en Cortistatina que revelan un perfil muy comprometido con la diferenciación a miofibroblasto activado, y entre los que se encuentran incluso genes asociados al desarrollo y función muscular. Por tanto, con los resultados obtenidos durante esta tesis doctoral, queda patente que el neuropéptido Cortistatina surge como un potencial marcador de mala prognosis ante el desarrollo fibrosis hepática y como agente anti-fibrótico adecuado para el tratamiento de trastornos hepáticos crónicos con diferentes etiologías.