Mecanismos de comunicación celular en cartílago articular y su implicación en el desarrollo de la artrosis

Abstract

[Resumen]Las uniones comunicantes (UC) consisten en canales formados por conexinas que permiten el contacto directo e intercambio de moléculas entre el citoplasma de dos células adyacentes. En el proyecto de tesis aquí presentado, utilizando microscopía óptica y electrónica de barrido demostramos que los condrocitos en cartílago articular forman proyecciones o brazos citoplasmáticos de hasta 200 μm de longitud que atraviesan la matriz extracelular y conectan físicamente con condrocitos distantes. Además, utilizando técnicas de electrofisiología hemos demostrado que estas células son capaces de formar canales voltaje dependientes formados exclusivamente por conexina 43 (Cx43). El cartílago de pacientes con artrosis, presenta niveles elevados de Cx43 y conexina 45 (Cx45) en las zonas dañadas del tejido. Estudios experimentales in vitro, siguieren que la Cx43 podría estar implicada en el cambio de fenotipo que sufren los condrocitos de pacientes con OA. En un segundo proyecto demostramos que el bloqueo de los receptores de membrane, que contienen ácido siálico en enlace α-2,3, utilizando la lectina MASL, protege al cartílago articular frente a la activación de procesos catabólicos responsables de la degradación del cartilage en pacientes con OA y otras patologías articulares que incluyen procesos inflamatorios.[Resumo]As unión comunicantes (UC) son canles formados por conexinas que permiten o contacto directo e intercambio de moléculas entre o citoplasma de dúas células adxacentes. No proxecto de tese aquí presentado, utilizando microscopía óptica e electrónica de barrido demostramos que os condrócitos na cartilaxe articular forman proxeccións ou brazos citoplasmáticos de ata 200 μm de lonxitude que atravesan a matriz e conectan físicamente con condrócitos distantes. Ademáis, utilizando técnicas de electrofisioloxía demostramos que as células son capaces de formar canles voltaxe – dependentes formados soamente por conexina 43 (Cx43). A cartilaxe de pacientes con artrose, presenta niveles elevados de Cx43 e conexina 45 (Cx45) nas zoñas máis danadas do tecidos e estudios experimentais in vitro, suxeriron que a Cx43 podería estar implicada no cambio de fenotipo que sofren os condrócitos de pacientes con artrose. Por outro lado, nun segundo proxecto, demostramos que o bloqueo dos receptores de membrana modificados con ácido siálico na posición α-2,3 utilizando a lectina MASL, protexe á cartilaxe articular frente a activación dos procesos catabólicos que ocorren durante a artrose e outras patoloxías que afectan á articulación e que inclúen procesos inflamatorios[Abstract]Gap junctions (GJ) are membrane channels formed by connexins that allow the direct exchange of molecules, nutrients and other metabolites between contacting cells. In this Project, using optical and scanning electron microscopy, we have demonstrated that articular chondrocytes have long and thing cytoplasmic projections that travel through the extracellular matrix and physically connect with distant cells. Using electrophysiology assays, we have demonstrated that articular chondrocytes form functional voltage-dependent GJ formed by connexin 43 (Cx43). Cartilage from patients with osteoarthritis showed increased levels of Cx43 and Cx45 proteins in the damaged areas. Taken together, the results suggest that Cx43 maybe implicated in the phenotypic changes suffered by the osteoarthritic chondrocytes. On the other hand, we have demonstrated that the quenching of α-2,3 sialylated receptors with the specific lectin MASL prevents the activation of the catabolic factors involved in cartilage degeneration