Non canonical role of GAPDH in neutrophil migration and chronic skin inflammation

Resumen

Los neutrófilos son los leucocitos más abundantes en la sangre y juegan un papel muy importante en la homeostasis de los tejidos y en diversas enfermedades. La migración de los neutrófilos y su rol durante la inflamación crónica en piel es actualmente un tema de enorme interés debido a su tremendo potencial terapéutico. El pez cebra se ha convertido en un excelente modelo para el estudio de inflamación y la biología del neutrófilo, con distintas líneas mutantes de pez cebra desarrolladas para permitir el estudio de enfermedades basadas en inflamación crónica. La línea mutante de pez cebra deficiente en la proteína Spint1a es ampliamente usada como modelo de estudio de inflamación crónica, estando caracterizada por la infiltración de neutrófilos, la disrupción epitelial y la muerte de queratinocitos de la piel. La enzima Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) es una proteína multifuncional ampliamente conocida por su implicación en la ruta glicolítica, así como por sus funciones no canónicas, como la muerte celular. En este trabajo describimos, utilizando una combinación de estrategias de inhibición genética y farmacológica, que la inhibición de la translocación de Gapdh al núcleo daba lugar a una disminución en la infiltración de los neutrófilos en la piel, así como de la velocidad y de la distancia de desplazamiento de estas células, dando lugar a una reducción en la hiperproliferación de queratinocitos y en la muerte celular. Además, el número de neutrófilos correlacionaba con la gravedad de la inflamación en piel y con los niveles de expresión de la proteína Gapdh, aumentando la inflamación, cosa no observada con una versión mutante de Gapdh incapaz de translocarse al núcleo. De forma similar, la inhibición de la translocación de GAPDH al núcleo en un modelo de inflamación crónica consistente en modelos organotípicos 3D humanos, reducía la expresión de marcadores asociados a las diversas patologías. Finalmente, estudios transcriptómicos de célula única en larvas deficientes en Spint1a revelaron que la inhibición de la translocación nuclear de Gapdh reducían la expresión de un conjunto de genes inducidos en los neutrófilos y los queratinocitos de las larvas con inflamación crónica en piel, destacando il4 y ptpn6. Sorprendentemente, la ausencia de Il4 en neutrófilos aliviaba la inflamación en piel de las larvas deficientes en Spint1a, sugiriendo que la producción de Il4 en los neutrófilos en respuesta a la translocación de Gapdh al núcleo contribuía al desarrollo de la inflamación crónica en piel. En especial, nuestros datos muestran que la función no canónica de GAPDH es un importante mediador de la inflamación aguda y crónica modulando tanto la biología de los queratinocitos como la infiltración de los neutrófilos en las lesiones de la piel, pudiendo tener un impacto traslacional para el desarrollo de nuevas dianas terapéuticas para tratar desórdenes inflamatorios en la piel.