El eje Galectina-4-glicanos y su relevancia en inflamación intestinal

• Autores: Massaro, Mora
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Mariño, Karina Valeria; Cagnoni, Alejandro Javier
• Materia: GALECTINA-4; INFLAMACION INTESTINAL; GLICANOS SANGUINEOS; LINFOCITOS T; CELULAS EPITELIALES; GALECTIN-4; INTESTINAL INFLAMMATION; BLOOD GROUP GLYCANS; T CELLS; EPITHELIAL CELLS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La colitis ulcerosa (CU) es un trastorno gastrointestinal inflamatorio crónico cuyos tratamientos actuales presentan limitaciones críticas, subrayando la necesidad de nuevos blancos terapéuticos. Galectina-4 (Gal-4) es una lectina multifuncional que ha emergido como un actor clave en la interpretación de patrones de glicosilación y en la modulación de la respuesta inmunitaria. En particular, algunos estudios indican que la administración de Gal-4 en dosis altas retrasa la recuperación de la colitis experimental, mientras que otros muestran una reducción en la severidad de la inflamación intestinal cuando se administra Gal-4 en dosis bajas y continuadas, indicando el complejo papel de esta lectina. En este trabajo caracterizamos el papel de Gal-4 en la inflamación intestinal mediante un enfoque multidisciplinario. Optimizamos la producción recombinante de Gal-4 humana (rhGal-4) y evaluamos sus propiedades inmunorreguladoras, particularmente como inductora de la secreción de interleucina (IL)-6 en células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) humanas activadas. Mediante estudios biofísicos y simulaciones computacionales demostramos que Gal-4 tiene una alta afinidad por el antígeno sanguíneo de grupo A tipo 6 (BGA6) en comparación con otros oligosacáridos. Además, nuestros resultados demuestran que la inducción de IL-6 es glicano-dependiente, ya que es inhibida por BGA6. El análisis de bases de datos públicas de biopsias de pacientes con CU reveló que la expresión de Gal-4 está disminuida significativamente en esta patología. Considerando que esta lectina se expresa específicamente en epitelio intestinal, utilizamos ratones transgénicos con depleción específica de Gal-4 en el epitelio intestinal (CreVillina+/- FloxLgals4+/+, Gal4ΔIEC) como modelo para estudiar esta alteración. En un modelo de inflamación inducida por dextrano sulfato sódico, los animales deficientes en Gal-4 presentaron una enfermedad más severa, en comparación con los ratones control de la misma camada (CreVillina-/- FloxLgals4+/+, Gal4fl/fl), además de un incremento en la proporción de linfocitos T de memoria central CD4+CD62L+CD44+ en los ganglios linfáticos mesentéricos. Con el objeto de comprender la relevancia de esta lectina en el epitelio intestinal, realizamos ensayos de diferenciación y proliferación de organoides de intestino delgado y evaluamos la capacidad de unión de rhGal-4 en cortes de intestino de ratón. Los resultados obtenidos durante esta Tesis postulan un rol dual para Gal-4: mientras que promueve un perfil pro-inflamatorio en linfocitos T, su ausencia en células epiteliales intestinales exacerba la colitis in vivo. Este estudio centrado en el eje Gal-4-glicanos abre nuevas perspectivas para comprender tanto el proceso inflamatorio como la homeostasis intestinal desde una perspectiva glicobiológica.
Ulcerative colitis (UC) is a chronic inflammatory disorder affecting the gastrointestinal tract. Current treatments have critical limitations, highlighting the need for new therapeutic targets. Galectin-4 (Gal-4) is a multifunctional lectin that has emerged as a key player in decoding glycosylation patterns and modulating immune responses. Notably, some studies indicate that high doses of Gal-4 delay the recovery of experimental colitis, whereas other reports show reduced intestinal inflammation severity when Gal-4 is administered in low, continuous doses, depicting the complex role of this lectin. In this work, we characterized the role of Gal-4 in intestinal inflammation through a multidisciplinary approach. We optimized the recombinant production of human Gal-4 (rGal-4) and evaluated its immunoregulatory properties, particularly as an inducer of interleukin (IL)-6 secretion in activated human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Using biophysical affinity studies and computational simulations, we demonstrated that rGal-4 has a high affinity for blood group A antigen 6 (BGA6), compared to other oligosaccharide ligands. Additionally, our results show that IL-6 secretion is glycan-dependent, as it is inhibited by BGA6. The analysis of public databases of UC patients’ biopsies revealed that Gal-4 expression is significantly reduced in this pathology. Considering that this lectin is specifically expressed in intestinal epithelium, we used transgenic mice with specific depletion of Gal-4 in intestinal epithelial cells (CreVillin+/- FloxLgals4+/+, Gal4ΔIEC) as a model to study the relevance of this alteration. When compared to control mice (CreVillin-/- FloxLgals4+/+, Gal4fl/fl), Gal-4-deficient animals exhibited more severe dextran sulfate sodium-induced colitis, along with an increased proportion of central memory CD4+CD62L+CD44+ T cells in mesenteric lymph nodes. Moreover, to understand the relevance of this lectin in the epithelium, we performed small intestine organoid differentiation and proliferation assays and evaluated the binding capacity of rGal-4 in mouse intestinal sections, observing effects consistent with its immunoregulatory properties and glycan interactions. The results obtained during this thesis propose a dual role for Gal-4: while it promotes a pro-inflammatory profile in T cells, its absence in intestinal epithelial cells exacerbates colitis in vivo. This study, focused on the Gal-4-glycan axis, opens new perspectives for understanding both the inflammatory process and intestinal homeostasis from a glycobiological standpoint.
Fil: Massaro, Mora. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.