Investigando la doble funcionalidad de HSP90 : sistema anti-fibrótico cardíaco basado en vesículas extracelulares y biomarcador para esclerosis sistémica

Abstract

La presente tesis explora la doble funcionalidad de la proteína de choque térmico 90 (Hsp90) como diana terapéutica para el tratamiento anti fibrótico cardíaco mediante vesículas extracelulares (EVs) y como biomarcador potencial de la esclerosis sistémica (SSc). En la primera sección, se emplearon EVs genéticamente modificados cargados con un fármaco experimental para tratar tejidos fibróticos, concretamente el corazón y los pulmones, en modelos murinos inducidos por angiotensina II. Estas innovadoras EVs, modificadas para emitir fluorescencia roja, ofrecen capacidades teragnósticas al sistema diseñado. Los resultados demuestran una reducción eficaz de la fibrosis in vitro y una modificación de la biodistribución del fármaco in vivo, lo que destaca el potencial de las EVs como eficaces biotransportadores para la administración selectiva de fármacos a fibroblastos profibróticos y órganos afectados. En la segunda sección, la tesis investiga la isoforma Hsp90α en modelos experimentales de fibrosis dérmica, abarcando fibroblastos humanos, modelos murinos y pacientes con SSc. Además, se desarrolló un novedoso modelo murino de fibrosis dérmica que aporta ventajas sobre los modelos convencionales. Los resultados revelan una sobreexpresión de Hsp90α en la piel y los pulmones fibróticos, correlacionada con el grosor de la piel y la fibrosis pulmonar en modelos murinos. Los ratones deficientes en Hsp90α mostraron una reducción significativa del grosor de la piel y de la fibrosis pulmonar en comparación con los ratones de tipo salvaje. Además, se observaron niveles séricos plasmáticos de Hsp90α significativamente elevados en pacientes con SSc en comparación con los controles, con niveles más altos detectados en pacientes, se detectaron niveles más elevados en pacientes con la forma difusa de SSc (dSSc) que en aquellos con la forma limitada (lSSc). Los pacientes con afectación pulmonar mostraron niveles más altos de Hsp90α, lo que sugiere una relación entre los niveles elevados de Hsp90α y la gravedad de la enfermedad. Además, entre los pacientes con dSSc, los niveles de Hsp90α se correlacionaron con otros parámetros de gravedad de la enfermedad, como la puntuación de Rodnan y la capacidad vital forzada, lo que proporciona información sobre su papel en el desarrollo de la fibrosis cutánea y ofrece posibles vías de diagnóstico y pronóstico. En resumen, la tesis dilucida el papel polifacético de la Hsp90 en los trastornos fibróticos, sirviendo tanto de diana terapéutica como de biomarcador potencial.

The current thesis explores the dual functionality of Heat Shock Protein 90 (Hsp90) as a therapeutic target for cardiac anti-fibrotic treatment using extracellular vesicles (EVs) and as a potential biomarker for Systemic Sclerosis (SSc). In the first section, engineered EVs loaded with an experimental drug were employed to target fibrotic tissues, specifically the heart and lungs, in murine models induced by angiotensin II. These innovative EVs, modified to emit red fluorescence, offer theragnostic capabilities to the designed system. The findings demonstrate effective reduction of fibrosis in vitro and modification of drug biodistribution in vivo, underscoring the potential of EVs as efficient biotransporters for targeted drug delivery to profibrotic fibroblasts and affected organs. In the second section, the thesis investigates the Hsp90α isoform in experimental models of skin fibrosis, encompassing human fibroblasts, murine models, and SSc patients. Furthermore, a novel murine model of dermal fibrosis was developed, providing advantages over conventional models. The results reveal Hsp90α overexpression in fibrotic skin and lungs of mice, correlating with skin thickness and lung fibrosis in murine models. Hsp90α-deficient mice exhibited significantly reduced skin thickness and lung fibrosis compared to wild-type mice. Additionally, significantly elevated plasma serum levels of Hsp90α were observed in SSc patients compared to controls, with higher levels detected in patients with the diffuse form of SSc (dSSc) than those with the limited form (lSSc). Patients with lung involvement displayed higher Hsp90α levels, suggesting a link between elevated Hsp90α levels and disease severity. Moreover, among patients with dSSc, Hsp90α levels correlated with other disease severity parameters such as the Rodnan score and forced vital capacity, providing insights into its role in skin fibrosis development and offering potential diagnostic and prognostic avenues. In summary, the thesis elucidates the multifaceted role of Hsp90 in fibrotic disorders, serving as both a therapeutic target and a potential biomarker.