Role of p38Alpha in the regulation of hepatocyte cytokinesis with age and during liver regeneration

Abstract

La familia p38 MAPK está constituida por un grupo de quinasas trasductoras de señales que responden a la hiperosmolaridad, la radiación ultravioleta, el choque térmico, la inhibición de la sínteis de proteínas, el estrés oxidativo y los mediadores de la inflamación. El papel de la ruta p38 MAPK durante la apoptosis, la respuesta inflamatoria y la inhibición del crecimiento y diferenciación celular es muy conocido, y ha sido objeto de revisión en numerosas ocasiones. Sin embargo, la función que desempeñan las p38 MAPKs en la regulación de la última etapa de la mitosis, es decir, la citoquinesis, es todavía desconocido. Las células poliploides son las que contienen más de dos comjuntos de cromosomas homólogos. Entre los diferentes mecanismos que desencadenan la aparición de células poliploides (tanto mononucleares como polinucleares), el fallo en la citoquinesis es el que habitualmente genera la poliploidía en los hepatocitos. En relación a ello, hemos observado que la ausencia de p38? en el hígado murino induce binucleación en los hepatocitos. De hecho, el incremento significativo en la binucleación hepática aparece tanto en condiciones basales, como tras la hepatectomía parcial y durante la cirrosis biliar en los ratones deficientes de p38?. Sin embargo, la reversión de la binucleación, conocida como reversión de la ploidía, no es una función que dependa exclusivamente de p38?. Además, la inducción de la binucleación en los hepatocitos mediada por la deficiencia de p38? está asociada con la disminución de la masa hepática relativa (peso del hígado/ peso del ratón) según los ratones son más viejos, y tras la hepatectomía parcial y la indución de la colestasis. Incluso los hepatocitos deficientes de p38? presentan numerosos marcadores de enlentecimiento mitótico. Todo ello nos conduce a proponer el papel de p38? en la regulación de la progresión mitótica y la citoquinesis durante el envejecimiento y la regeneración hepática. Por un lado, nuestros resultados sugieren la regulación, mediada por p38?, de la expresión de ciclinas, las cuales son necesarias para completar los diferentes puntos de control de la mitosis en los hepatocitos. Por otro lado, proponemos que la activación de MNK1 –necesaria para la división celular­? durante la citoquinesis está mediada por p38?. Además, nuestros hallazgos muestran el efecto de la ablación de p38? sobre la polimerización de la actina con la edad, en los hepatocitos: las deficiencias que aparecen en la polimeración de la actina tras la deficiencia de p38? también potencian el fallo de la citoquinesis debido a la inhibición de HSP27 y la inactivación de la vía de las Rho GTPasas. Igualmente, dado que dos de las principales funciones del hígado son el metabolismo y la detoxificación, las cuales generan especies reactivas del oxígeno; y considerando la relación que existe entre el estrés oxidativo y la inducción de la binucleación, en esta Tesis hemos querido determinar el estado REDOX tras la ablación de p38?. Como una aproximación inicial, y para demostrar que el estrés oxidativo puede ser causa de la binucleación, hemos estudiado el papel de las especies reactivas del oxígeno en la generación de hepatocitos binucleados durante el aislamiento de hepatocitos primarios murinos. Asimismo, hemos demostrado que el estrés oxidativo contribuye a la inducción de la binucleación en los hepatocitos durante su aislamiento. Por ello, el estado pro-­oxidante que exhiben los hígados deficientes de p38? podría estar influyendo en las altas tasas de binucleación hepática que presentan estos ratones. En conclusión, tanto la regulación del ciclo celular como la inducción de la binucleación son procesos mediados por p38? en los hepatocitos murinos. De este modo, los resultados de esta Tesis contribuyen al conocimiento más detallado de la poliploidización hepática, proporcionando información de gran interés en la clínica y en la investigación básica, aportando más datos que nos permitirán, en un futuro, aclarar los misterios de la regeneración hepática.