Selective roles of the Nuclear Receptors LXR in the transcriptional control of classical and alternative macrophage activation = Efectos selectivos de los receptores nucleares LXR en el control transcripcional de la activación clásica y alternativa de macrófagos

Abstract

Nuclear receptor LXR is a ligand dependent transcription factor. The activating ligands of LXR are specific oxidized forms of cholesterol (oxysterols) and intermediate products of the cholesterol biosynthetic pathway. This thesis has been developed in two main parts. In the first part, we have characterized the anti-inflammatory role of LXR in foam cells, a predominant cell type in atherosclerotic plaques, activated by the endogenous cytokine Interferon-gamma (IFN-γ) and the bacterial component lipopolysaccharide (LPS). We have observed that the conversion of macrophages to foam cells itself has an inhibitory effect on the inflammatory response to LPS, but not to IFN-γ. These inhibitory effects on the LPS response in foam cells do not seem to be mediated by impairing activation of ERK and p38 MAPK pathways, nor by inhibiting IκBα degradation. We also compared the antiinflammatory effects of the LXR ligands with the effects mediated by ligands of another member of the nuclear receptors superfamily, PPAR-γ, in peritoneal macrophages. We have found subsets of genes that are specifically repressed by PPAR-γ in the absence of LXR, and another group that is only repressed by LXR. In the second part of this work we have determined the role of LXR on the (IL-4-induced) alternative activation of macrophages. The expression of the main markers of alternative activation of macrophages is not affected by LXR agonists. However, we have observed that LXR exerts specific inhibitory effects over a group of chemokines associated to inflammatory lung diseases such as asthma. We have characterized the effect of an LXR agonist in a murine model of allergic asthma and we observed that LXR ameliorates the respiratory capacity upon induction of the asthmatic response. Moreover, LXR deficient mice developed significantly worsened airway responses in comparison with the wild type animals in this type of test. Finally, in this work we have also observed that IL-4 exerts negative reciprocal effects on the induction of selective LXR target genes in a STAT-6 dependent manner. This IL-4-mediated inhibition is selective and only affects a subset of targets of LXR.

El receptor nuclear LXR es un factor de transcripción dependiente de ligando. Los ligandos activadores de LXR son formas derivadas del colesterol. Esta tesis se ha elaborado en dos grandes bloques. En el primero, hemos caracterizado el papel antiinflamatorio que LXR ejerce en células espumosas, un tipo celular predominante en la placa aterosclérotica, activadas por la citoquina Interferon-gamma (IFN-γ) y por el componente bacteriano lipopolisacárido (LPS). Así mismo, hemos observado que la conversión de macrófagos en células espumosas, per se, tiene un efecto inhibitorio de la señal inflamatoria inducida por LPS, pero no de la inducida por IFN-γ. Estos efectos inhibitorios de la respuesta a LPS en células espumosas no están mediados por la inhibición de la activación de las vías de MAPKs ERK-1/2 o p38, ni tampoco por una inhibición de la degradación de IκBα. También hemos comparado los efectos antiinflamatorios de los ligandos de LXR con los de otro miembro de la familia de los receptores nucleares, PPAR-γ, en macrófagos peritoneales y hemos encontrado subgrupos de genes que son específicamente inhibidos por PPAR-γ en ausencia de LXR, y otros que son inhibidos únicamente por LXR. En el segundo bloque de esta tesis hemos determinado el papel de LXR sobre la activación alternativa de los macrófagos (inducida por IL-4). Los marcadores de activación alternativa de macrofagos mejor caracterizados no se ven afectados por los agonistas de LXR. Sin embargo, hemos observado que LXR ejerce efectos inhibitorios específicos sobre un subgrupo de quimioquinas asociadas a enfermedades inflamatorias pulmonares como el asma. Hemos caracterizado el efecto de un agonista de LXR sobre un modelo murino de asma inducida por alérgeno y hemos observado que LXR es capaz de mejorar la capacidad respiratoria tras la inducción de la respuesta asmática, y de inhibir la expresión de mediadores proinflammatorios en el pulmón de ratones asmáticos. Además, ratones deficientes para ambas isoformas de LXR tienen una peor respuesta pulmonar en comparación con los wild type en este tipo de ensayos. En este trabajo también hemos observado que IL-4 ejerce efectos negativos recíprocos sobre la actividad de LXR, de forma dependiente de STAT-6; esta inhibición mediada por IL-4 es selectiva y solo afecta a un subgrupo de genes diana de LXR.