Les metal·loproteïnases de matriu extracel·lular en la isquèmia cerebral

Abstract

[cat] Aquesta tesi estudia les MMPs: MMP-9, MMP-2 i MMP-3 en relació amb la isquèmia cerebral en la rata i també un possible paper de la MMP-9 en la divisió cel·lular. Es mostra l'activació de les gelatinases (MMP-2 i MMP-9) en el cervell de la rata després d'una isquèmia cerebral focal transitòria d'una hora en el territori de l'artèria cerebral mitja. S'observa que la MMP-9 presenta un pic a les 24 hores postisquèmia i que està associada a les neurones i als tractes de fibres mielinitzades, mentre que la MMP-2 té un augment d'activitat a les 4 hores i un increment enorme als 4 dies, localitzant-se principalment en la micròglia reactiva. Es demostra, per primera vegada, l'alliberament de la MMP-9 a l'espai extracel·lular del cervell mitjançant la tècnica de la microdiàlisi in vivo. La isquèmia provoca un alliberament a l'espai extracel·lular de dímers i de la proforma de la MMP-9, però no de la forma de 88 KD observada prèviament en el teixit. Aquest augment està relacionat amb la infiltració de neutròfils de la sang al teixit lesionat després de la isquèmia. Aquesta tesi mostra la contribució dels neutròfils en l'augment de la MMP-9 al cervell induïda per la isquèmia focal transitòria (de la proforma de 95-kDa, no de la forma de 88-kDa) però no en l'increment el volum de l'infart cerebral a les 24 hores en el nostre model. També veiem que la isquèmia cerebral produeix una activació de la MMP-3 en el cervell a les 24 hores i als 4 dies postisquèmia, localitzant-se en neurones (a les 24 hores), en la microvasculatura, en la microglia reactiva/macròfags (a partir del 4 dies) i en els oligodendròcits (augmentada als 14 dies postisquèmia). La MMP-3 degrada in vitro un possible substrat: l'agrina neuronal present en homogenats de cervell. Després de la isquèmia (als 1, 4 i 7 dies) disminueix el contingut d'agrina de la membrana cel·lular i es genera una forma de pes molecular més baix de la forma neuronal de l'agrina, deguda segurament a proteolisi per la MMP-3. L'agrina es localitza al cervell en: les neurones, els astròcits reactius als 7 dies, acúmuls al voltant dels vasos sanguinis als 4 dies i en les vesícules de fagocitosi de la microglia reactiva als 4 i als 14 dies. Finalment, la MMP-9, o una proteïna molt semblant a la MMP-9, podria tenir un paper intracel·lular en la divisió cel·lular. En cultius de cèl·lules de neuroblastoma veiem que les cèl·lules en mitosi presenten una immunoreactivitat més alta (estudis en citometria de flux) i un increment de l'activitat gelatinasa (estudis de zimografia in situ), així com una expressió precisa, dinàmica i ben orquestrada d'aquesta proteïna en les diferents etapes de la divisió cel·lular. Per altra banda, el creixement cel·lular es veu afectat per l'ús d'inhibidors de les MMPs, sense afectar-ne la viabilitat (estudis de creixement dels cultius) i augmenta el percentatge de cèl·lules que estan en fase S i G2 reduïnt-se el de les que estan en G1 (estudis realitzats per citometria de flux). Per últim observem que l'estimulació del creixement cel·lular amb el factor de creixement transformant (TGF-a) és depenent de l'activació de la MMP-9 cel·lular.

[eng] Matrix metalloproteinases may participate in the pathogenesis of stroke. We studied MMP-2 (gelatinase A), MMP-9 (gelatinase B) and MMP-3 in rat brain after focal cerebral ischemia. The expression of MMP-9 increased in brain after ischemia/reperfusion from 4 h to 4 days (mainly 95-kDa proform and dimers and, to a lesser extent, 88-kDa form). For MMP-2, the results suggest a discrete production immediately after reperfusion (detected at 4 h), while a very enhanced expression and activation of MMP-2 attributable to microglia/macrophages occurs on day 4. The results using microdialysis in vivo suggest that certain forms of MMP-9 (95-kd proform, dimers and cleaved active forms (70 kd), but not the 88-kd form found in tissue) are released and accumulate in the extracellular space 24 hours after ischemia, and that vascular alterations and neutrophil recruitment elicit MMP-9 activation in the brain after focal ischemia and trauma. Treatments preventing neutrophil infiltration shows that neutrophils highly contributes to enhanced MMP-9 in the ischemic brain by releasing MMP-9 proform and dimers (but not the 88-kDa MMP-9 form). The results show MMP-3 activation and neuronal transmembrane agrin cleavage after ischemia/reperfusion. In addition, the finding that MMP-3 cleaves brain agrin strongly suggests that ischemia-induced MMP-3 activation causes agrin cleavage. MMP-9, or a protein with features of MMP-9, participates in cell division and might be involved in cellular content reorganization and chromatid segmentation.