Desarrollo y validación de la glándula de Harder como un nuevo modelo animal de autofagia regulada por estrés oxidativo y hormonas sexuales

Abstract

La glándula de Harder (GH) de hámster Sirio (Mesocricetus auratus) muestra un claro dimorfismo sexual con variaciones tanto a nivel morfológico como bioquímico. Las diferencias morfológicas incluyen cambios en el tipo celular, ya que mientras que los machos muestran dos tipos celulares, el tipo I y el tipo II, las hembras carecen de las de tipo II, además estas últimas acumulan porfirinas en los lúmenes glandulares, mientras que los machos no. Al tratarse de un órgano con un elevado metabolismo porfirinogénico siendo las porfirinas moléculas prooxidantes, conlleva que la glándula utiliza un elevado estrés oxidativo, mucho mayor en hembras, puesto que acumulan más porfirinas. La respuesta para sobrevivir a esta situación adversa es principalmente el proceso de reciclaje celular denominado autofagia, el cual, muestra también un importante dimorfismo sexual. En base a ello, las alteraciones en hormonas sexuales deberían influir en la regulación de este proceso, lo que hasta el presente trabajo no se había estudiado. En esta tesis hemos abordado a lo largo del ciclo estral la influencia de las variaciones de las hormonas sexuales en la glándula de Harder abarcando un estudio en el que se estudiarían los cambios hormonales que suceden de forma natural en el organismo, con lo que el estudio de la glándula durante el ciclo estral es idóneo para este propósito. Por ello, dentro del ciclo estral, se tomaron las dos fases con diferencias más importantes en cuanto a su nivel de hormonas sexuales: el estro, con el máximo nivel de estrógenos, pues es la fase de la ovulación (fértil) y el diestro, niveles mínimos de estrógenos y más elevados de melatonina circulante, siendo esta molécula una hormona de secreción pineal encargada de regular los ritmos circadianos, por lo que tiene tiene un importante papel en la regulación de la fisiología reproductora. El balance oxidativo se caracterizó en ambas fases, observandose que los marcadores del estado redox se encontraban en niveles opuestos. El estro con un elevado daño oxidativo y una pobre respuesta antioxidante, mientras que el diestro presentaba un menor daño y una elevada actividad antioxidante. El estudio de la viabilidad mitocondrial, mostró una menor población mitocondrial en estro, con una menor actividad del enzima citrato sintasa, y mitocondrias menos eficaces, con los niveles de ATP más bajos. Ante esta situación observada en estro de alto estrés oxidativo y baja producción mitocondrial se estudiaron los mecanismos observados en este proceso, viéndose que en estro se había activado una respuesta pro-inflamatoria con altos niveles del factor de transcripción NF-¿B, predominando sin embargo en diestro la respuesta anti-inflamatoria con altos niveles de Nrf2. Además, en cuanto a la actividad proteolitica, el estro presentó una gran estimulación, tanto a nivel del sistema ubiquitin-proteosoma, como el sistema lisosomal-autofagico. Sin embargo, el diestro mantuvo una baja actividad proteolitica. Los resultados del estudio de la autofagia sirvieron para caracterizar dos tipos principales de procesos: una autofagia masiva o extensiva y una autofagia selectiva, que coexistían en la GH. En cuanto a la autofagia masiva, se observó que los marcadores principales de la macroautofagia, Beclin-1 y LC3-II, se encontraban altamente expresados en estro. A su vez, la vía de inhibición principal de la autofagia, la de mTOR, se encontró inhibida en esta fase. Esto junto con los datos morfológicos que muestran una menor superficie glandular en el estro, parece indicar que este proceso provoca una importante destrucción glandular en esta fase. Teniendo en cuenta que el estro es la etapa de mayor producción y acumulación de porfirinas, la inducción de los procesos autofágicos podría estar inducida a la secreción porfirica y sus propiedades tóxicas y prooxidantes.