La Interleucina-6 secretada per les cèl·lules de Kupffer és la responsable de la iniciació del procés de regeneració hepàtica post-hepatectomia parcial en un model animal experimental

Abstract

Es requereix la Interleucina 6 (IL-6) per a la regeneració normal del fetge però la font específica d'aquest factor de creixement roman desconeguda.<br/>En aquest estudi s'ha investigat si el senyal s'origina del macròfag resident al fetge, la cèl.lula de Kupffer. Per a dur a terme aquesta recerca, s'ha utilitzat un model animal de trasplantament de moll d'os en ratolins. Específicament, s'han remplaçat les cèl.lules derivades del moll d'os del receptor que inclouen, per tant, les cèl.lules de Kupffer, per les del donant amb les seves corresponents característiques genotípiques. <br/>Els receptors, en aquest cas, eren ratolins deficients genèticament en la seva capacitat de producció d'IL-6, ratolins knockout IL-6 (KO IL-6), i dels que havia quedat abastament demostrat a la literatura que eren incapaços de tenir una regeneració hepàtica normal. Aquests ratolins s'irradiaven amb una dosi coneguda letal de 1000 RADs i se'ls rescatava amb el trasplantament del moll d'os de ratolins de la mateixa soca però genèticament normals (IL-6 +/+), és a dir amb capacitat de producció d'IL-6. D'aquesta manera, es pretén la creació d'un animal quimera, en el que l'única font d'IL-6 provingués de les seves cèl.lules derivades del moll d'os. Es trasplantaven un total de 107 cèl.lules. Inversament, es feia el mateix procediment amb el trasplantament de cèl.lules d'animals KO a animals genotípicament normals. L'èxit de l'empeltament es demostrava inicialment amb la supervivència de l'animal més enllà de 6 setmanes. La comprovació experimental d'aquest empeltament es feia inicialment amb la demostració del fragment SRY del cromosoma Y en els fetges d'animals femella als que s'havien trasplantat cèl.lules d'animals mascle. Posteriorment, s'objectivava l'expressió in situ d'IL-6 per part de les cèl.lules de Kupffer en els animals receptors KO i la producció d'IL-6 per part dels esplenòcits d'aquest animals després de l'estimulació amb lipopolisacàrid. L'aïllament de les cèl.lules de Kupffer en animals femelles KO trasplantat amb moll d'os de mascle IL-6 +/+ va demostrar la presència del locus SRY i de la IL-6 en aquestes cèl.lules mentre que els aïllats d'aquestes cèl.lules en els animals mascles que han rebut moll d'os dels animals femella s'hi observen els senyals de l'al.lel interromput d'IL-6 que identifica les cèl.lules de l'animal KO i no s'hi objectivava la presència del fragment SRY com s'esperava si totes les cèl.lules de Kupffer de l'animal fossin del donant femella. <br/>El remplaçament d'aquestes cèl.lules en animals KO amb el trasplantament del moll d'os d'animals IL-6 +/+ restaura la capacitat de resposta regenerativa hepàtica després d'hepatectomia parcial tal com s'inidica per la activació del senyal de transducció i activador de transcripció 3 (STAT-3) i la replicació del DNA hepatocitari. Per contra, la substitució completa de les cèl.lules de Kupffer en animals IL-6 +/+ per cèl.lules d'animal KO inhibia significativament la regeneració hepàtica i l'administració d'IL-6 endovenosa en restituïa la capacitat.<br/>Finalment, per a demostrar que de les cèl.lues derivades del moll d'os, les úniques realment necessàries per a permetre uqe la regeneració hepàtica es dugués a terme es va avaluar la regeneració hepàtica post-hepatectomia parcial en animals SCID i Rag-1 KO (mancats de limfòcits T i B) i SCID-beige (Mancats de limfòcits T, B i cèl.lules Natural Killer). Prèviament a la pràctica de l'experiment, es demostrava per citometria de flux que cap animal d'aquestes soques contenia una població intrahepàtica extratímica de limfòcits anomenada limfòcit T Natural Killers (NK T). La regeneració es mostrava normal en les tres soques d'animals tant per la producció d'IL-6, activació d'STAT3 com per la replicació d'ADN, per tant, la presència de línia macrofàgica era l'única línia derivada del moll d'os, la presència de la qual era la mínima necessària per a la regeneració hepàtica.<br/>El conjunt de les dades aportades per aquest estudi demostren que les cèl.lules de Kupffer a través de l'expressió d'IL-6 regulen la capacitat regenerativa de l'hepatòcit.

Interleukin-6 (IL-6) is required for normal liver regeneration, but the specific cellular source of this growth factor is unknown. <br/>We investigated whether this signal originates from the resident macrophage, the Kupffer cell. Using a murine model of bone marrow transplantation, we replaced recipient bone marrow-derived cells, including Kupffer cells, with cells of donor genetic phenotype. Recipients deficient in IL-6 (IL-6(-/-)) were lethally irradiated, then rescued with 107donor bone marrow cells capable of expressing IL-6 (IL-6(+/+)). Conversely, IL-6(+/+) recipients received IL-6(-/-) marrow. Successful engraftment was measured by the presence of the Y chromosome SRY locus in the livers of female recipients receiving male marrow, in situ IL-6 expression by Kupffer cells, and up-regulation of IL-6 in splenocytes after activation with lipopolysaccharide (LPS). Kupffer cell isolation in IL-6(-/-) females receiving IL-6(+/+) male marrow clearly showed the presence of the SRY locus and IL-6 allele, whereas males receiving female marrow demonstrated IL-6 disrupted gene and no SRY, confirming the extent of replacement. <br/>Replacement of these cells in IL-6(-/-) mice with IL-6(+/+) bone marrow successfully restored the regenerative response after partial hepatectomy (PHx) as indicated by signal transduction and activator of transcription 3 (STAT3) activation and hepatocyte DNA replication. Alternatively, complete replacement of Kupffer cells in IL-6(+/+) mice by transplantation with IL-6(-/-) cells significantly inhibited liver regeneration and was partially restored by administration of IL-6. <br/>In order to demonstrate that the only bone-marrow-derived cells needed to support a normal hepatic regeneration are the ones from macrophage origin, the regenerative response in some immunodeficient animals was assessed. Previously, the presence of the intrahepatic extrathymic population of immune cells called T Natural Killer lymphocytes was ruled out by flux citometry. A partial hepatectomy was performed to SCID and Rag-1 KO (neither T nor B cells) and SCID-beige (neither T nor B nor Natural Killer cells) mice. The hepatic regeneration was normal in all those animals as shown by the production of IL-6, STAT-3 activation and hepatocyte DNA replication. <br/>This investigation demonstrates a paracrine mechanism by which cells of bone marrow origin, most likely Kupffer cells, regulate the regenerative capacity of the hepatocyte through IL-6 expression.