Group Leader: LUIS A. FERNÁNDEZ HERRERO

La angiogénesis en adultos está a menudo asociada a inflamación y la desregulación de este proceso puede contribuir al desarrollo y progresión de enfermedades inflamatorias crónicas tales como artritis reumatoide, enfermedad inflamatoria intestinal o psoriasis. Nuestro trabajo previo ha demostrado la contribución de la metaloproteinasa de matriz de membrana MT1-MMP a la inflamación y la angiogénesis así como la dependencia de contexto celular para las funciones de MT1-MMP en inflamación. Para explorar en mayor profundidad esta implicación, hemos realizado recientemente estudios proteómicos (SILAC/iTRAQ) para la identificación de la colección de los sustratos celulares procesados por MT1-MMP en células endoteliales y en leucocitos. Hemos usado un abordaje similar para identificar en macrófagos los sustratos de MT4-MMP, una MMP anclada por puente GPI y poco caracterizada. Los análisis proteómicos apuntan a funciones nuevas e inesperadas de estas proteasas en la inter-relación entre inflamación y angiogénesis y cómo estos procesos se relacionan con el fenotipo de macrófagos y otros componentes del infiltrado inflamatorio. Estamos explorando estas funciones en sistemas celulares, en modelos de angiogénesis e inflamación en ratones modificados genéticamente (modelos de cicatrización de heridas, enfermedad inflamatoria intestinal, etc) así como en muestras de pacientes afectados por enfermedades inflamatorias. Además disponemos de la posibilidad de bloquear la actividad proteolítica de MT1-MMP y de MT4-MMP con anticuerpos monoclonales generados previamente en el laboratorio.

 

Esperamos así extender nuestro conocimiento acerca de dónde, cuándo y cómo las MT-MMPs y sus sustratos modulan el comportamiento de las células endoteliales, células de músculo liso vascular y leucocitos durante el establecimiento y progresión de la cicatrización de heridas así como de enfermedades inflamatorias crónicas. Todo ello nos permitirá proponer nuevas estrategias terapéuticas para dichas patologías.

 

Figura 1. Anticuerpos inhibidores de la actividad de MT1-MMP. Nuestro grupo generó hace unos años anticuerpos monoclonales mediante tecnología clásica de hibridomas dirigidos contra el dominio catalítico de MT1-MMP que son inhibidores de su función proteolítica y que inhiben la migración e invasión endotelial así como la formación de tubos capilares. A la izquierda se muestra la estructura del dominio catalítico de MT1-MMP (tomado de Fernández-Catalán et al., 1998) con las secuencias elegidas para generar los anticuerpos monoclonales inhibidores. A la derecha se muestras el efecto de dichos anticuerpos (serie LEM-1 y LEM-2) en la formación de tubos endoteliales en Matrigel.

 

Figura 2. Proteómica para proteasas. SILAC (stable isotype labeling of aminoacids in culture) es un abordaje proteómico cuantitativo que hemos usado para la identificación de la colección de sustratos (degradoma) de ciertas proteasas en tipos celulares implicados en inflamación y angiogenesis. La figura muestra el esquema general del protocolo de SILAC aplicado a células primarias derivadas de ratones de genotipo silvestre o deficientes en la proteasa de interés.

 

Figura 3. Visualización del diálogo celular durante la angiogénesis. Se muestra una reconstrucción 3D con software Imaris de una retina teñida en toto. Se aprecia la asociación íntima de los vasos (rojo) y los macrófagos (verde) en la vasculatura en desarrollo de retinas de ratón (6 días de edad).

 

Figura 4. Análisis de la integridad vascular. La inyección de dextrano fluorescente (rojo) permite el análisis de la integridad vascular en condiciones basales o de inflamación. Los vasos están teñidos en verde.

 

Figura 5. Macrófagos e inflamación. Arriba: macrófagos peritoneales de ratón (verde) son capaces de fagocitar eritrocitos de cordero (rojo). Abajo: la tinción con Mac-3 revela la presencia de macrófagos en placas ateroscleróticas de ratones deficientes en LDLR alimentados con dieta alta en grasa.