Rol del LXR en el epitelio mamario murino durante la lactancia

• Autores: Grinman, Diego Yair
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Pecci, Adalí
• Materia: GLANDULA MAMARIA; CELULAS EPITELIALES MAMARIAS; LACTANCIA; LECHE; LIPIDOS; LXR; MAMMARY GLAND; MAMMARY EPITHELIAL CELLS; LACTATION; MILK; LIPIDS; LXR
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En los mamíferos, la leche materna es el único alimento que contiene el balance preciso de nutrientes que asegura el correcto desarrollo de su progenie durante sus primeras etapas de vida. La leche tiene una composición variada y sus componentes cumplen distintas funciones en el neonato. En particular, los diversos lípidos presentes en la leche representan un sustrato metabólico de alta energía para las crías y son elementos esenciales de las membranas celulares y de la mielina, de vital importancia para la maduración del cerebro. Durante la lactancia la glándula mamaria murina está dotada de una enorme capacidad para sintetizar y secretar lípidos en forma de triglicéridos y ésteres de colesterol. Estudios recientes en ratones mostraron que el mayor cambio en la expresión génica durante la lactancia ocurre en genes involucrados en la biosíntesis y secreción de lípidos de la leche. Estos genes son blanco moleculares de varios receptores nucleares, los cuales cumplen funciones relacionadas con el metabolismo de glucosa y de lípidos. Específicamente, en los últimos años fue aumentando el interés por los receptores X de hígado (LXRs). El LXR es un factor de transcripción activado por metabolitos de colesterol. Pertenece a la familia de factores de transcripción activados por ligando que heterodimerizan con el receptor X retinoico (RXR). Los genes blanco de LXR codifican principalmente para proteínas involucradas en la síntesis de novo de triglicéridos y en el transporte de colesterol. Existen dos isoformas de los LXR, α y β, cuya función ha sido caracterizada en múltiples tejidos como hígado, macrófagos, adipocitos y epitelio intestinal, entre otros. En la glándula mamaria el patrón de expresión de estos receptores durante la lactancia aún no es claro, pero existe consenso en que podrían estar involucrados en la regulación de la proporción y composición lipídica de la leche. En este trabajo de Tesis nos propusimos dilucidar la contribución del LXR en el epitelio mamario durante el proceso de lactancia, utilizando distintos modelos murinos in vitro e in vivo y una diversidad de abordajes experimentales haciendo foco en su acción sobre la producción de lípidos de la leche murina. Los resultados mostraron que los LXRs se expresan en una línea celular de epitelio mamario murino y que dicha expresión aumenta conforme las células se diferencian, siendo mayores los niveles de la isoforma α que los de la β. Coincidentemente, demostramos que en fracciones de glándula mamaria enriquecidas en células epiteliales (MECs) la abundancia proteica del LXRα aumenta durante la lactancia respecto de la preñez y su localización subcelular principalmente nuclear en el día 10 de lactancia. Este aumento se acompaña de una disminución de la expresión de otro receptor nuclear involucrado en el control del metabolismo lipídico, el PPARγ. La activación farmacológica del LXR induce la expresión de genes relacionados con el transporte y síntesis de lípidos y provoca la acumulación de gotas lipídicas en el citoplasma de células HC11 diferenciadas. En la misma línea celular se caracterizó también la capacidad de nuevos ligandos sintéticos -análogos del ligando endógeno, ácido colestenoico- de modular la actividad de los LXRs. Por último, el tratamiento in vivo con un agonista comercial del LXR provoca un aumento en el porcentaje de colesterol en la leche de ratones que se acompaña con la inducción de la expresión de un gen relevante en el control del metabolismo lipídico, el SREBP1c, sugiriendo un papel clave del LXRα en el epitelio mamario como modulador del transporte de colesterol hacia la leche durante la lactancia. Profundizar en los mecanismos de acción de este receptor permitirá diseñar terapias para madres lactantes con desbalances nutricionales. También, la capacidad de modular la composición lipídica de la leche podría resultar de gran interés en la industria láctea.
In mammals, maternal milk is the unique food that contains the right balance of nutrients to ensure the correct growth and development of the offspring during the initial stage of their lives. Milk contains numerous components that play different roles in the neonate. Particularly, lipids represent a high energy metabolic substrate utilized for the efficient synthesis of ATP for many cellular processes. Lipids also comprise the essential components of cellular membranes as well as the source of lipid for myelin synthesis essential for the neonate brain maturation. During lactation, the mammary gland is endowed with an enormous capacity to synthesize and secrete lipid in the form of triglycerides and cholesterol esters. Recent studies have shown that the major expression changes occurring during lactation are related to genes encoding proteins involved in milk lipids biosynthesis and secretion. Most of the members of the nuclear receptor family controls glucose and lipid homeostasis. In the past few years, Liver X Receptors (LXRs) studies have raised special interest. LXRs are transcription factors activated by cholesterol metabolites whose target genes participate in the de novo triglycerides synthesis and cholesterol transport. They belong to the nuclear receptor family that regulates gene expression upon forming heterodimers with the retinoic acid X receptor (RXR). Two different LXR isoforms has been described: LXRα and LXRβ and their roles were characterized in liver, adipocytes, macrophages and intestinal epithelium among others. Although there is inconsistent information about LXR expression pattern in the mammary gland, there is consensus that LXR would be involved in milk lipid composition regulation. By using different in vitro and in vivo murine models and a variety of experimental approaches, this work aims to elucidate the LXR contribution in mouse mammary lipid production. Here, we report that LXRs are expressed in a mouse mammary epithelial cell line, its mRNA abundance increases throughout differentiation and LXRα’s expression levels are higher than those of LXRβ. Correspondingly, we have found that LXRα protein levels increase through lactation compare to pregnancy in mammary epithelial enriched fractions (MECs) and this raise is associated with a drop in PPARγ protein levels, another receptor from the same family involved in lipid metabolism. In addition, LXRα was detected mainly located in the nucleus of epithelial cells in mammary gland slices from lactation day 10 mice. Upon pharmacological activation, LXRs upregulate the expression of several target genes involved in lipid synthesis and transport and also enhance citoplasmic lipid droplets accumulation. We have also characterized the ability of two novel synthetic ligands –the endogenous ligand cholestenoic acid analogues- to modulate LXRs activity. Finally, mice treated with a commercial LXR agonist exhibited increased milk cholesterol percentage during lactation accompanied with an increase in mRNA levels of SREBP1c, another master regulator of lipid metabolism, in MECs. Overall, these results suggest that LXRα would be a relevant player in the mammary epithelium by regulating cholesterol transport into the milk. Deepen into the mechanisms of action of this receptor during lactation may provide relevant data on milk fat production that would allow future approaches and therapies for nursing mothers with nutritional imbalances. Also the potential capability to modify milk lipid composition would be of great interest for dairy industry.
Fil: Grinman, Diego Yair. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.