Efecto de la activación de los receptores tlrs sobre la expresión funcional y molecular del transportador de serotonina (sert) en células epiteliales intestinales humanas

Abstract

La serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) es un neuromodulador que actúa regulando la actividad motora, secretora y la absorción de nutrientes intestinales. La síntesis de 5-HT se produce mayoritariamente en el intestino, donde el sistema serotoninérgico presenta gran importancia. El transportador de 5-HT (SERT), responsable de la recaptación al interior de los enterocitos de 5-HT, constituye un importante componente de este sistema, ya que modula en parte la disponibilidad de 5-HT extracelular y en consecuencia su actividad. La mucosa intestinal se encuentra expuesta a una gran diversidad de antígenos de origen microbiano o alimentario. Ello ha hecho que la mucosa desarrolle mecanismos de reconocimiento y defensa frente a estos compuestos. Especialmente importante es el papel que los receptores tipo Toll (TLRs) desempeñan en esta labor de reconocimiento y regulación de los componentes microbianos con fines homeostáticos intestinales. Estos TLRs se expresan en diferentes tipos de células, y entre ellas en las células del epitelio intestinal. La alteración de la actividad de los TLRs ha sido descrita como un factor importante que contribuye al desarrollo de enfermedades intestinales inflamatorias crónicas (IBDs), en las que se ha descrito una alteración de la actividad serotoninérgica intestinal. Sin embargo, la conexión entre la actividad de los TLRs y el sistema serotoninérgico no ha sido estudiada. Por ello el objetivo de este trabajo ha sido determinar, en la línea celular humana de tipo enterocitario Caco-2, el efecto de la activación de los TLR4, 3 y 5 sobre la actividad de SERT, y estudiar la contribución de los TLRs al daño oxidativo en estas células. En relación al efecto de la activación de los TLRs sobre SERT, primeramente se demostró que las células Caco-2, que expresan endógenamente SERT, también expresaban el ARNm de los TLR4, 3 y 5. A partir de este dato se estudió el efecto de la activación del TLR4 por LPS sobre SERT. Los resultados han mostrado que el LPS inhibe la actividad de SERT tanto en el borde apical como basal de las células y de modo dependiente de la dosis y del periodo de tratamiento. El estudio cinético del transporte de 5-HT mostró que el LPS producía reducción significativa de la Vmax. Asimismo, el nivel de proteína SERT en la membrana era reducido por el LPS, sin que se produjera alteración del nivel de proteína o ARNm total de SERT. Estos efectos parecen ser debidos a la activación de la vía de la PKC. La activación del TLR3 se realizó mediante el Poly (I:C). Así, el tratamiento de las células con Poly (I:C) redujo la actividad de SERT tanto en el borde apical como basal. Este efecto parece ser debido a una reducción de la disponibilidad de SERT en la membrana celular, sin resultar afectado los niveles de expresión totales de SERT (ARNm y proteína). El efecto del Poy (I:C) parece estar mediado por la activación de la vía de la MAPK p38. El efecto de la activación del TLR5 sobre SERT se realizó mediante el tratamiento de las células con flagelina. La flagelina ha mostrado inhibir la actividad de SERT, pero solamente en el borde basal, sin afectar la actividad de SERT localizado en el borde apical. Este efecto de la flagelina parece estar mediado por la activación de la vía MEK1/2. Respecto al daño oxidativo, la activación de los TLR4, 3, y 5, mediante LPS, Poly (I:C) y flagelina, respectivamente, aumenta el nivel de oxidación de lípidos y proteínas celulares, siendo superior la oxidación lipídica. El LPS mostró ser además el factor con mayor capacidad pro-oxidante de lípidos. En resumen, los resultados del presente trabajo muestran que la actividad de los TLR4, 3 y 5 puede contribuir a la inflamación intestinal, dado que, al inhibir SERT, aumentan el nivel extracelular de 5-HT, y además incrementan el daño oxidativo celular. Estos resultados pueden resultar útiles para clarificar procesos inflamatorios en los que el sistema serotoninérgico se encuentre alterado.