Función de IGF1 e IGF1R en el desarrollo del pulmón de ratón: mecanismos de acción de IGF1 en el desarrollo prenatal e implicación de IGF1R en la diferenciación del epitelio pulmonar.

Abstract

[ES] En esta tesis se ha estudiado la implicación funcional de la señalización de los IGFs a través de su receptor de alta afinidad, el IGF1R, en la organogénesis y en el mantenimiento de la homeostasis del pulmón de ratón. Por una parte se ha analizado la acción molecular de IGF1 en el desarrollo pulmonar embrionario caracterizando el fenotipo pulmonar del ratón mutante deficiente de Igf1. Para ello se compararon los rasgos moleculares y celulares distintivos de los ratones mutantes Igf1-/- frente a sus controles normales Igf1+/+. En una segunda parte se ha iniciado el estudio de la función de IGF1R en la diferenciación y regeneración del epitelio respiratorio. En este caso se generaron dos líneas de ratones mutantes condicionales de este gen en el epitelio respiratorio, uno con deleción generalizada de Igf1r en todo el epitelio y la otra con su deleción exclusiva en las células de Clara, y posteriormente se analizaron preliminarmente sus pulmones. Para realizar todos estos estudios se han empleado combinaciones de múltiples técnicas experimentales de Biología Molecular y Celular e Histopatología, como: i) qRT-PCR, y Western blot o tinciones inmunocitoquímicas e inmunohistoquímicas, para la determinación de niveles de expresión génica a nivel de ARNm y de proteína, respectivamente, tanto de genes del sistema IGF/Ins como de genes marcadores de proliferación y diferenciación específicos de diferentes tipos celulares del pulmón; ii) Western blot para la evaluación de cambios de activación por fosforilación de proteínas señalizadoras; y iii) cultivos primarios de células derivadas del pulmón de ratón (células mesenquimales embrionarias o de colonias de células madre de pulmón adulto) y cultivos organotípicos de lóbulos pulmonares de ratones prenatales, para evaluar el efecto de la adición exógena de los IGFs sobre la morfología y cambios de expresión génica. La primera parte de este trabajo ha permitido demostrar que IGF1 está involucrado en la organogénesis prenatal del pulmón, siendo necesario para su crecimiento y para la diferenciación de diferentes tipos celulares pulmonares, sobre todo del septo alveolar. Además se han identificado vías moleculares (ERK2) y nuevos genes reguladores diana de su acción (como los factores de transcripción Nfib, Klf2 y FoxM1, y las proteínas matricelulares Cyr61 y Ctgf). En la segunda parte del trabajo, los datos preliminares obtenidos de los ratones mutantes condicionales de Igf1r en el epitelio pulmonar apuntan a que el receptor de IGFs está implicado en la correcta diferenciación de las células epiteliales del pulmón adulto, ya que su ausencia retrasa la diferenciación de sus precursores a células de diferente linaje epitelial, y en concreto afectando a la regeneración de las células de Clara bronquiolares después de su ablación con naftaleno.