Paper de les Galectines en l'impacte de les LDL agregades a les vies de senyalització del receptor LRP1

Abstract

L'aterosclerosi engloba diversos processos patològics caracteritzats pel remodelat i l'engruiximent de les parets arterials que acaben perdent la seva elasticitat. L’aterosclerosi es produeix degut a una disfunció de l’endoteli causada per alts nivells circulants de lipoproteïnes de baixa densitat (LDL). La disfunció endotelial altera la permeabilitat de les artèries i permet la difusió passiva de la LDL circulant i altres productes sanguinis cap a l’espai subendotelial. L’engruiximent de la capa íntima de les artèries, degut a l’acumulació extracel·lular de lípids i mediadors inflamatoris, causa l’inici de la formació de la placa d'ateroma. Estudis previs del grup van demostrar que el receptor de lipoproteïnes low related protein receptor 1 (LRP1) facilita la transferència massiva de colesterol des de les lipoproteïnes LDL modificades als macròfags i a les cèl·lules musculars llises (SMCs) convertint-se en cèl·lules espumoses. Les cèl·lules espumoses són elements claus a la desestabilització de la placa aterosclèrotica i en l’evolució de l’arteriosclerosi cap a la aterotrombosi. Les Galectines són un grup de proteïnes que pertanyen a la família de les lectines i que estan involucrades en processos inflamatoris. Tenint en compte que la proliferació i la migració de les cèl·lules musculars llises vasculars té un paper important en la patogènesis de l’arteriosclerosi i en el desenvolupament de la mateixa la inflamació, ens van plantejar si les Galectines juguen un paper important a la senyalització del LRP1, un receptor lipoproteic de gran rellevància a l’arteriosclerosis. Tot i que existeixen 15 membres de Galectines, fins aleshores només s’ha descrit que dos membres podrien estar relacionats amb l’arteriosclerosi: la Galectina-1 i la Galectina-3. La nostra hipòtesis és que el nivell de Galectines està modulat per les LDL modificades captades mitjançant el LRP1 alterant la senyalització d’aquest receptor. A partir de cultius de SMCs exposades a LDL agregada mitjançant Sphingomyelin phosphodiesterase (SMase) o LDL nativa (nLDL), s’ha analitzat el perfil de les Galectines presents a SMCs de coronària humana i mitjançant la immunoprecipitació de LRP1 s’han pogut identificar les Galectines amb capacitat de formar complexes amb la cadena citoplasmàtica del receptor LRP1 en SMCs. Els nostres treballs han permès analitzar l’impacte del colesterol intracel·lular en la quantitat de complexes LRP1 / Galectina a SMCs. Els resultats obtinguts mostren que la Smase-LDL indueix una acumulació intracel·lular de colesterol esterificat (CE) molt més alt que les nLDL a les SMCs. La Galectina 1, la Galectina 3 i la Galectina 7 tenen la capacitat de formar complexes amb la cadena citoplasmàtica del receptor LRP1 en les SMCs d’artèria coronària humana i incrementar la seva expressió en presència de nLDL i Smase-LDL. Així mateix, s’’han identificat Galectina 1 i 3, en extractes totals procedents de SMCs d’artèria coronària humana i en immunoprecipitats de LRP1. L’acumulació intracel·lular de colesterol no ha influït els nivells de proteïna total de cada una de les Galectines però ha incrementat els nivells de Galectines que formen complexes amb el receptor LRP1.

encompasses several pathological processes characterized by the remodeling and enlargement of the arterial walls that lost their elasticity. Atherosclerosis occurs by the dysfunction of the endothelium caused by high circulating levels of low density lipoprotein (LDL). Endothelial dysfunction alters the permeability of the arteries and allows the passive diffusion of circulating LDL and other blood products to subendothelial space. The thickening of the intimate layer of the arteries, due to the extracellular accumulation of lipids and inflammatory mediators, causes the atheroma plate formation. Previous group studies demonstrated that the low-lipoprotein receptor 1 (LRP1) facilitates the massive transfer of cholesterol from lipoprotein-modified LDL to smooth muscle cells (SMCs) turning into smooth cells. Smooth cells are key elements in the destabilization of the atherosclerotic plaque and in the progression of atherothrombosis to atherosclerosis. Galectins are a group of proteins that belong to the family of lectins and are involved in inflammatory processes. Taking into account that the proliferation and migration of smooth muscle muscles plays an important role in the pathogenesis of atherosclerosis and in the development of inflammation, we raised up whether the Galectins played an important role in the signaling of LRP1, a lipoprotein receptor of great relevance to atherosclerosis. Although there are 15 members of Galectins, only two members could be related to atherosclerosis: Galectin-1 and Galectin-3. Our hypothesis is that Galectines’ levels are modulated by the modified LDLs captured through the LRP1 altering the signaling of this receptor. From culture of SMCs exposed to LDL aggregated by Sphingomyelin phosphodiesterase (SMase) or native LDL (nLDL), the profile of Galectines present in human coronary SMCs were analyzed with immunoprecipitation of LRP1. Our work has allowed us to analyze the impact of intracellular cholesterol in the number of LRP1 / Galectin complexes in SMCs. The results show that Smase-LDL induces intracellular accumulation of esterified cholesterol (CE) much higher than nLDL in SMCs. Galectin 1, Galectin 3 and Galectin 7 have the ability to form complexes with the cytoplasmic chain of the LRP1 receptor in SMCs of the human coronary artery and increase its expression in the presence of nLDL and Smase-LDL. Likewise, Galectin 1 and 3 have been identified in total extracts from SMCs of human coronary artery and immunoprecipitates of LRP1. Intracellular cholesterol accumulation has not influenced in the total protein levels of each Galectin, but has increased the levels of Galectin that form complexes with the LRP1 receptor.