Inhibición de la ruta del TGFB por las hormonas tiroideas y sus efectos en fibrosis e inflamación

Laburpena

El factor de crecimiento transformante  (TGFβ), el factor profibrogénico más importante, media sus acciones principalmente a través de los factores de transcripción Smads, los cuales se unen a los denominados Elementos de Unión a Smad (SBEs) en las regiones reguladoras de sus genes diana. En este trabajo demostramos que la hormona tiroidea triyodotironina (T3), a través de la unión a sus receptores nucleares TRα y TRβ, antagoniza la activación transcripcional por TGFβ/SMAD. Este antagonismo implica una reducida fosforilación de las SMADs y una interacción directa entre los receptores y las SMADs 3 y 4, que es revertida por la T3. Esta interacción, así como la inhibición de la transcripción inducida por TGFβ es independiente del dominio de unión a coactivadores del TR, necesario para la actividad transcripcional dependiente de ligando pero requiere residuos en el dominio de unión a ADN del receptor. La T3 reduce el reclutamiento de las SMADs a los SBEs en respuesta al TGFβ, disminuyendo la acetilación de histonas e inhibiendo la estimulación de la transcripción por este factor. Los TRs se unen a las regiones que contienen SBEs y este interacción es también liberada por la T3. En consonancia con esta interacción transcripcional entre la T3 y la señalización por TGFβ, la T3 es capaz de antagonizar los procesos fibróticos in vivo. La fibrosis hepática inducida por tetracloruro de carbono es atenuada por la administración previa de hormonas tiroideas a los ratones, mientras que los ratones viejos que carecen de TRs (TR KO) muestran espontáneamente signos de fibrosis con acúmulo de colágeno en el hígado. La fibrosis cutánea inducida por la administración de bleomicina en ratones es también reducida fuertemente por las hormonas tiroideas. Estos hallazgos definen una importante función de los receptores de hormonas tiroideas y sugieren que los ligandos de los TRs podrían tener efectos beneficiosos para bloquear la progresión de las enfermedades fibróticas. Ya que el proceso inflamatorio juega un papel importante en el desarrollo fibrótico, también hemos analizado el estado de los mediadores inflamatorios más relevantes. La fosforilación de Stat3 y Erk está disminuída en los hígados de los ratones fibróticos tratados con hormonas tiroideas y aumentada en los ratones TR KO, sin cambios en la producción de citoquinas. Esto sugiere que los TRs podrían reprimir directamente las respuestas celulares a estos mediadores inflamatorias. De hecho, encontramos que la T3 suprime la señalización por IL‐6 en macrófagos y en células de hepatocarcinoma, inhibiendo la activación de STAT3. Consecuentemente, la hormona antagoniza fuertemente la transcripción génica estimulada por IL‐6, reduciendo el reclutamiento de STAT3 y la acetilación de histonas en los genes diana de la IL‐6. Transforming growth factor beta (TGFβ), the most potent profibrogenic factor, mediates its actions mainly through activation of Smad transcription factors, which bind to Smad Binding Elements (SBEs) in the regulatory regions of target genes. In this work we show that the thyroid hormone triiodothyronine (T3), through binding to its nuclear receptors TRα or TRβ, is able to antagonize transcriptional activation by TGFβ/SMAD pathway. This antagonism involves a reduced SMAD phosphorylation and a direct interaction of the receptors with SMAD3 and SMAD4, which is reversed by T3. This interaction, as well as the inhibition of TGFβ‐induced transcription, is independent of the TR domain responsable for recruitment of coactivators and ligand‐dependent transcriptional activity, but requires residues in the receptor DNA binding domain. T3 reduces SMAD recruitment to the SBEs in response to TGFβ, reducing histone acetylation and inhibiting TGFβ‐dependent transcription. TRs bind to the SBE‐containing regions and this interaction is also released by T3. In agreement with this transcriptional cross‐talk between T3 and TGFβ signaling, T3 is able to antagonize fibrotic processes in vivo. Liver fibrosis induced by carbon tetrachloride is attenuated by previous thyroid hormone administration to mice, whereas aged TR knockout mice show signs of spontaneous fibrosis accumulating collagen. Furthermore, skin fibrosis induced by bleomycin administration in mice is also reduced by the thyroid hormones. These findings define an important function of the thyroid hormone receptors and suggest that TR ligands could have beneficial effects to block the progression of fibrotic diseases. As inflammatory processes play an important role in fibrosis development, we also analyzed the status of the most relevant inflammatory mediators. Stat3 and Erk phosphorylation were decreased in fibrotic mice livers after thyroid hormone administration and were enhanced in TR knockout mice, without any changes in cytokine production. This suggested that TRs could directly repress the response of the cells to inflammatory mediators. Indeed, we found that T3 suppresses IL‐6 signalling in macrophages and hepatocarcinoma cells, inhibiting STAT3 activation. Consequently, the hormone strongly antagonizes IL‐6‐stimulated gene transcription, reducing STAT3 recruitment and histone acetylation at IL‐6 target promoters.