Ρόλος νευροπεπτιδίων στη ρύθμιση της απόπτωσης

Abstract

Απόπτωση είναι η διαδικασία ενεργοποίησης µηχανισµών προγραµµατισµένου κυτταρικού θανάτου η οποία προϋπάρχει κωδικοποιηµένη σε όλα τα κύτταρα. Η απόπτωση κατέχει σηµαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και στη διατήρηση της οµοιόστασης του οργανισµού. Αντίθετα, η απορρύθµιση της απόπτωσης συνεισφέρει στη δηµιουργία ασθενειών. Για παράδειγµα τα κύτταρα που δεν καταφέρνουν να ενεργοποιήσουν τη διαδικασία της απόπτωσης, υφίσταται µεταλλάξεις που οδηγούν σε προκαρκινικά στάδια. Έτσι φαίνεται ότι η σωστή ρύθµιση του προγραµµατισµένου κυτταρικού θανάτου είναι απαραίτητη για την οµαλή λειτουργία του οργανισµού. Η προσαρµογή του επινεφριδιακού αδένα στις απαιτήσεις του οργανισµού, ρυθµίζεται από την απόπτωση. Ο επινεφριδιακός αδένας είναι ένα όργανο που υφίσταται δυναµικές κατασκευαστικές αλλαγές σε φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες. Αυτές οι δυναµικές αλλαγές συνοδεύονται από ενεργοποίηση του κυτταρικού πολλαπλασιασµού και του κυτταρικού θανάτου από παρακρινικά ή ενδοκυττάρια σήµατα. Είναι φανερό ότι η ρύθµιση της ισορροπίας ανάµεσα στον κυτταρικό πολλαπλασιασµό και τον κυτταρικό θάνατο, είναι απαραίτητη για την σωστή λειτουργία και τη διατήρηση της ακεραιότητας του οργάνου. Τα επινεφρίδια είναι αδένας που κατέχει κεντρική θέση στον άξονα του stress. Έτσι, δέχεται την επίδραση νευροπεπτιδίων που παράγονται από το κεντρικό νευρικό σύστηµα. Ακόµα, ο µυελός των επινεφριδίων παράγει πολλά νευροπεπτίδια περιλαµβανοµένων των CRH και οπιοειδών που είναι πιθανόν να δρουν αυτοκρινικά ή παρακρινικά στον ίδιο αδένα ή σε άλλους ιστούς. Είναι ενδιαφέρον ότι οι όγκοι που προέρχονται από το µυελό των επινεφριδίων, τα φαιοχρωµοκυττώµατα, παράγουν νευροπεπτίδια και µάλιστα σε µεγαλύτερες ποσότητες από τον φυσιολογικό ιστό. Έχει δειχθεί ότι τα νευροπεπτίδια που παράγονται στο κεντρικό νευρικό σύστηµα, ενεργοποιούν την απόπτωση σε νευρώνες σε καταστάσεις stress. Είναι πιθανό τα νευροπεπτίδια που παράγονται από τα επινεφρίδια σε φυσιολογικές ή παθολογικές καταστάσεις να ρυθµίζουν την απόπτωση στον αδένα. Πράγµατι, από τα αποτελέσµατά µας φαίνεται ότι τα νευροπεπτίδια επηρρεάζουν την απόπτωση των φαιοχρωµοκυττωµάτων. Στην παρούσα µελέτη δείξαµε επίσης, ότι τα νεοπλασµατικά χρωµιόφυλλα κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων εκφράζουν µια σειρά από αντι-αποπτωτικές και προ-αποπτωτικές πρωτεΐνες. Έτσι, η ρύθµιση της απόπτωσης από εξωγενείς ή ενδογενείς παράγοντες, µπορεί να αναχθεί στη ρύθµιση της ισορροπίας µεταξύ των αντι-αποπτωτικών και προ-αποπτωτικών πρωτεϊνών οι οποίες υπάρχουν στα φυσιολογικά και νεοπλασµατικά κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων. Από τα αποτελέσµατά µας φαίνεται ότι τα νευροπεπτίδια επηρρεάζουν την απόπτωση των φαιοχρωµοκυττωµάτων ρυθµίζοντας την αναλογία των αντι-αποπτωτικών και προ-αποπτωτικών πρωτεϊνών και τη φωσφορυλίωση πρωτεϊνικών κινασών. Στο πρώτο µέρος της διατριβής µελετήθηκε η επίδραση των ενδογενών οπιοειδών πεπτιδίων στην απόπτωση. Συγκεκριµένα, τα οπιοειδή µεταβάλλουν την στοιχειοµετρική αναλογία των πρωτεϊνών Bcl-2, µε τελικό αποτέλεσµα την ενεργοποίηση του αντι-αποπτωτικού µηχανισµού στα νεοπλασµατικά κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων. Πράγµατι, τα οπιοειδή ενεργοποιούν τον αντι-αποπτωτικό µηχανισµό µειώνοντας την πρωτεΐνη Bak. Είναι πιθανό, η δράση των οπιοειδών να είναι µέρος ενός φυσιολογικού παρακρινικού µηχανισµού µε τον οποίο ο οργανισµός αναστέλλει την ενεργοποίηση των αποπτωτικών µηχανισµών σε περιόδους διακύµανσης της κανονικής εισροής τροφικών παραγόντων. Στο δεύτερο µέρος της διατριβής µελετήθηκε η επίδραση των νευροπεπτιδίων της οικογένειας του CRH στον αποπτωτικό µηχανισµό του µυελού των επινεφριδίων. Φαίνεται ότι η παρουσία του CRH στα επινεφρίδια έχει ιδιαίτερη σηµασία στην ανάπτυξη και λειτουργία του αδένα. Η παραγωγή του CRH στα επινεφρίδια κυρίως από κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων αναπαράγει τοπικά τον υποθάλαµο-υπόφυσο-επινεφριδιακό άξονα. Το CRH δρα στα επινεφρίδια ενεργοποιώντας και τοπικά το συµπαθητικό σύστηµα σε καταστάσεις stress, είτε διεγείροντας την έκκριση κατεχολαµινών και οπιοειδών από το µυελό των επινεφριδίων, είτε ρυθµίζοντας την παραγωγή επινεφριδιακών στεροειδών από τον φλοιό των επινεφριδίων. Πρέπει να αναφερθεί εδώ ότι το CRH ενεργοποιεί το συµπαθητικό σύστηµα και κεντρικά αυξάνοντας την παραγωγή νορεπινεφρίνης. Τα δεδοµένα µας υποδεικνύουν ότι το CRH έχει και άλλες δράσεις στα επινεφρίδια. Πράγµατι, το CRH καταστέλλει το ρυθµό πολλαπλασιασµού των νεοπλασµατικών κυττάρων του µυελού των επινεφριδίων ενεργοποιώντας τη διαδικασία της απόπτωσης. Το CRH φαίνεται ότι ενεργοποιεί τους µηχανισµούς της απόπτωσης στο νεοπλασµατικό µυελό των επινεφριδίων (φαιοχρωµοκυττώµατα). Ο µηχανισµός δράσης του CRH στην ενεργοποίηση της απόπτωσης στα νεοπλασµατικά κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων περιλαµβάνει την πρόσδεσή του στον υποδοχέα CRH-R1 και τη φωσφορυλίωση των MAP κινασών. Το CRH ενεργοποιεί την p38 MAP κινάση και τις ERK1/ERK2 MAP κινάσες. Η ενεργοποίηση της p38 MAP κινάσης είναι απαραίτητη για την αύξηση της προ- αποπτωτικής πρωτεΐνης Fas ligand και ακολούθως της απόπτωσης στα νεοπλασµατικά κύτταρα του µυελού των επινεφριδίων. Αντίθετα, η ενεργοποίηση των ERK1/ERK2 MAP κινασών από το CRH, είναι πιθανόν να συµµετέχει στη ρύθµιση άλλων µονοπατιών στα κύτταρα χρωµαφίνης, όπως τη ρύθµιση της παραγωγής ή της έκκρισης (κατεχολαµίνες, οπιοειδή πεπτίδια) είτε να λαµβάνει χώρα µε ενεργοποίηση του υποδοχέα CRH-R2. Επίσης, είναι πιθανό ότι το CRH αυξάνει την έκφραση της πρωτεΐνης Fas ligand στα κύτταρα χρωµαφίνης για να επηρεάσει την αναδιοργάνωση του φλοιού των επινεφριδίων, βοηθώντας έτσι στη ρύθµιση της αποπτωτικής διαδικασίας του αδένα. Συµπερασµατικά, φαίνεται ότι το CRH ενεργοποιεί τη διαδικασία απόπτωσης στα φαιοχρωµοκυττώµατα, ενεργοποιώντας την p38 MAP κινάση που µε τη σειρά της αυξάνει την παραγωγή της πρωτεΐνης Fas ligand η οποία ενεργοποιεί τον υποδοχέα Fas, την FADD και τελικά τον καταράκτη των κασπασών.