Receptores de corticosteroides (GR, MR) y biología de la piel

Grupo Dra. Pérez

Presentación

En nuestro grupo trabajamos para entender cómo se adapta el páncreas (en concreto su parte endocrina) al embarazo y a la obesidad. Nos centramos en el papel de los estrógenos en estos procesos, principalmente a través de los receptores ERα, ERβ y GPR30. De manera relacionada, estudiamos cómo la exposición a determinados disruptores endocrinos con actividad estrogénica (como el Bisfenol-A), puede aumentar el riesgo de sufrir obesidad, diabetes mellitus o ambas. Concretamente, estudiamos cómo la exposición durante el embarazo a estos compuestos afecta a la regulación de la glucosa tanto en las madres como en su descendencia. Los resultados obtenidos hasta ahora indican que el Bisfenol-A es un factor de riesgo para la Diabetes Mellitus de tipo 2.

Quienes Somos

Investigador principal:
Paloma Pérez

Doctores:
Lisa Sevilla

Predoctorales:
Judit Bigas

¿Qué investigamos?

La regulación hormonal en la piel es crucial. Numerosas enfermedades endocrinas se manifiestan en este órgano, y en las estructuras asociadas a él, como los pelos, las glándulas sudoríparas o las uñas. Estas enfermedades son muy abundantes y presentan un elevado coste socio-económico asociado. El cáncer de piel no-melanoma, por ejemplo, constituye el cáncer de tejido epitelial más frecuente. Algunas hormonas ejercen su acción mediante su reconocimiento por parte de los receptores nucleares. Estos receptores son proteínas que se encuentran en el núcleo, de ahí su nombre. Cuando la hormona se une a su receptor, éste interacciona con el DNA y con las proteínas asociadas a él. Esta interacción cambia la expresión de diferentes genes. Este cambio se traduce en una modificación de la presencia y acción de diferentes proteínas que, en última instancia, producen una alteración en el comportamiento de las células, de su entorno y del órgano en qué se encuentran. Por su importancia, los receptores nucleares son las principales dianas terapéuticas de los tratamientos para enfermedades cutáneas como las antes mencionadas.

Uno de estos receptores nucleares es el receptor de glucocorticoides (GR). Este receptor reconoce diferentes hormonas internas, como los propios glucocorticoides, y es la diana de diferentes medicamentos con una estructura similar a la de estas hormonas. El uso médico y farmacéutico de derivados de los glucocorticoides se basa en su enorme eficacia como agentes anti-inflamatorios que consiguen gracias, entre otros, a su unión al GR. Sin embargo, a pesar de su efectividad, las altas dosis de GCs y/o los tratamientos prolongados causan efectos secundarios no deseados (incluyendo diabetes, osteoporosis y retraso en la cicatrización), así como resistencia al tratamiento. En este sentido, es importante descifrar los mecanismos moleculares que gobiernan las acciones del receptor GR para poder discriminar si los efectos primarios y secundarios se desencadenan por distintos mecanismos y poder diseñar, en base a estas investigaciones, tratamientos sin tantos efectos no deseados.

Nuestro grupo de investigación ha contribuido a una mayor comprensión del papel de GR en las enfermedades de la piel, en particular las que afectan a los queratinocitos, las células que forman la capa más superficial de la piel. Para ello, realizamos estudios tanto en modelos celulares (in vitro) como animales (in vivo). En concreto, hemos generado y caracterizado ratones modificados genéticamente en los que se puede observar o bien una ganancia o bien una pérdida de la función del receptor GR. Poder disponer de modelos con más o menos GR de lo habitual nos permite comparar la respuesta a diferentes tratamientos. Así, si se observan diferencias entre los ratones con GR y los ratones sin GR, se puede inferir que estas diferencias se deben precisamente a la ausencia de este receptor. La investigación con estos ratones nos ha permitido demostrar que GR es necesario para el desarrollo normal de la epidermis, y también para un correcto funcionamiento de los procesos de regulación corporal en organismos adultos en los que interviene la piel.

Como se ha comentado, los receptores nucleares ejercen sus acciones, principalmente, a través del control de la expresión de diferentes genes. En nuestro grupo hemos identificado genes regulados por el receptor GR que participan tanto en la maduración epidérmica como en la respuesta inmune. Muchos de estos genes se expresan de forma anómala en enfermedades cutáneas inflamatorias como la dermatitis atópica y la psoriasis, lo que establece un nexo entre este receptor, la inflamación cutánea y las situaciones en las que la piel no efectúa correctamente su función de barrera Por otro lado, los glucocorticoides pueden activar otro receptor nuclear íntimamente relacionado con GR, el receptor de mineralocorticoides (MR). A diferencia de GR, ampliamente estudiado, se desconoce en gran medida la posible contribución del MR a los efectos terapéuticos o adversos de los glucocorticoides (y por tanto, de los fármacos similares a ellos) en la piel.

Recientemente hemos generado y caracterizado ratones modificados genéticamente con inactivación del receptor MR en queratinocitos epidérmicos; es decir, ratones en los que este receptor no puede ejercer su función en estas células. Nuestros datos demuestran que este receptor también es necesario para una correcta función de la epidermis adulta, así como para una correcta respuesta a los daños de la piel. Uno de los resultados más relevantes consiste en la demostración de que el MR, al igual que el GR, es el mediador de las respuestas anti-inflamatorias de los glucocorticoides en la piel. Nuestros hallazgos dibujan un escenario complejo en el cual ambos receptores ejercen funciones clave en la regulación de la acción de los glucocorticoides (y fármacos similares). Estas funciones conjuntas tienen un impacto directo en el equilibrio de la piel y en su respuesta ante heridas y procesos inflamatorios.

Con todos estos resultados se contribuye a la optimización de nuevas terapias para alteraciones cutáneas basadas en el uso de fármacos similares a los glucocorticoides. En especial, estos hallazgos pueden ser potencialmente relevantes en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas (psoriasis y dermatitis atópica), en problemas en la cicatrización de heridas (particularmente graves en pacientes diabéticos, resultando frecuentemente en amputación), y en el cáncer de piel que no es melanoma.

Publicaciones

  1. Epidermal Mineralocorticoid Receptor inactivation affects the homeostasis of all skin layers in chronologically aged mice.
    Bigas J, Sevilla LM, Pérez P
    2020 J Invest Dermatol. pii: S0022-202X(20)31194-5. doi: 10.1016/j.jid.2020.03.933.
  2. Glucocorticoids and Glucocorticoid-Induced-Leucine-Zipper (GILZ) in psoriasis.
    Sevilla LM, Pérez P
    2019 Frontiers in Immunology. 10:2220. doi: 10.3389/fimmu.2019.02220. eCollection 2019.
  3. Epidermal glucocorticoid and mineralocorticoid receptors act cooperatively to regulate epidermal development and counteract skin inflammation.
    Bigas J, Sevilla LM, Carceller E, Boix J, Pérez P
    2018 Cell Death Dis. 9(6), 588 doi: 10.1038/s41419-018-0673-z
  4. Epidermal mineralocorticoid receptor plays beneficial and adverse effects in skin and mediates glucocorticoid responses.
    Boix J, Sevilla L, Sáez Z, Carceller E, Pérez P
    2016 J Invest Dermatol 136:2417-26.
  5. Glucocorticoid receptor and Klf4 co-regulate anti-inflammatory genes in keratinocytes.
    Sevilla LM, V. Latorre, E. Carceller, J. Boix, D. Vodák, I.G. Mills, and P. Pérez
    2015 Mol Cell Endocrinol 412, 281-289.
  6. Epidermal inactivation of the glucocorticoid receptor triggers skin barrier defects and cutaneous inflammation.
    Sevilla L.M., V. Latorre, A. Sanchis, and P. Pérez
    2013 J Invest Dermatol 33(2):361-70.
  7. Selective ablation of glucocorticoid receptor in mouse keratinocytes increases susceptibility to skin tumorigenesis.
    Latorre V, L.M. Sevilla, A. Sanchis and P. Pérez
    2013 J Invest Dermatol 133(12):2771-9.
  8. Glucocorticoid receptor regulates overlapping and differential gene subsets in developing and adult skin.
    Sevilla L.M., P. Bayo, V. Latorre, A. Sanchis, and P. Pérez
    2010 Mol Endocrinology 24(11), 2166-2178.
  9. Glucocorticoid receptor is required for skin barrier competence.
    Bayo P, A. Sanchis, A. Bravo, JL. Cascallana, K. Buder, J. Tuckermann, G. Schütz and P. Pérez
    2008 Endocrinology 149(3), 1377-1388.
  10. Transrepression function of the glucocorticoid receptor regulates eyelid development and keratinocyte proliferation but is not sufficient to prevent skin chronic inflammation.
    Donet E, P. Bosch, A. Sanchis, P. Bayo, A. Ramírez, J.L. Cascallana, A. Bravo and P. Pérez
    2008 Mol Endocrinology 22(4), 799-812.
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