| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| PAPEL DE ILK SOBRE LA DISFUNCIÓN MITOCONDRIAL EN MODELOS DE ENFERMEDAD RENAL CRÓNICA Y DE
SARCOPENIA | | Autor/a | Serna Soto, Mariano de la | | Departamento | Biología de Sistemas | | Director/a | Ruiz Torres, María Piedad | | Codirector/a | Frutos García, Sergio de | | Fecha de defensa | 04-06-2026 | | Calificación | Sobresaliente cum laude | | Programa | Ciencias de la Salud (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | La enfermedad renal crónica es una patología asociada al envejecimiento relacionada con otra comorbilidad como la sarcopenia, definida como la pérdida de masa y fuerza muscular. En ambas patologías, la disfunción mitocondrial juega un papel relevante sin conocerse bien los mecanismos fisiopatológicos implicados. El objetivo del presente trabajo fue estudiar en modelos in vivo e in vitro la regulación mitocondrial en el riñón y en el músculo esquelético por parte de la quinasa ligada a integrinas (ILK), una proteína clave que comunica la matriz extracelular con el citoesqueleto, que previamente ha sido implicada en la patogénesis del daño renal y muscular, pero no suficientemente en la homeostasis mitocondrial. Para analizar la implicación de ILK in vivo, utilizamos ratones de tipo salvaje (WT) y con deleción condicional de ILK (cKD-ILK) a los que se produjo daño renal mediante la inyección intraperitoneal de una dosis única de FA. El modelo de daño tubular en cultivo consistió en el tratamiento con FA sobre células epiteliales tubulares del riñón humano (HK2). El modelo in vitro de daño muscular asociado la hiperfosfatemia presente en el daño renal consistió en el tratamiento con el donador de fosfato beta-glicerofosfato (BGP) sobre mioblastos C2C12 en cultivo. Analizamos la implicación de ILK en ambos modelos in vitro mediante la transfección de siRNAs específicos que impiden la expresión de la ILK.
En todos los modelos estudiamos marcadores de la función mitocondrial: la expresión y actividad de enzimas mitocondriales relacionadas con la cadena de fosforilación oxidativa (OXPHOS), el ciclo de ácidos tricarboxílicos (TCA) y la β-oxidación de ácidos grasos (FAO), incluyendo la carnitina palmitoiltransferasa 1 (CPT1), así como los potenciales de membrana mitocondrial, la expresión de especies reactivas del oxigeno mitocondriales, niveles de ATP, y marcadores de fisión, fusión, biogénesis mitocondrial y mitofagia. Utilizamos técnicas de Western blot, RT-qPCR, histología, inmunofluorescencia y ensayos colorimétricos para cuantificar los diferentes marcadores de daño y proteínas implicadas.
En los modelos in vitro e in vivo de daño renal por FA, los niveles de ILK renales aumentaron de manera correlacionada con marcadores de fibrosis y de disfunción mitocondrial. Los procesos observados fueron prevenidos total o parcialmente cuando se deleciona condicionalmente ILK, tanto in vivo como in vitro. Estos resultados implican a ILK en el deterioro de la función mitocondrial renal asociada al daño renal.
Además, en el modelo HK2 describimos la vía de señalización mediada por ILK sobre la regulación transcripcional de CPT1A como proteína limitante de la actividad mitocondrial, valiéndonos de la transfección con siRNAs selectivos que redujeran la expresión del substrato de ILK, glucógeno sintasa quinasa 3-β (GSK3β), y del factor de transcripción asociado a su actividad CCAAT/proteína-β de unión al potenciador (C/EBPβ). Definimos que este es el eje utilizado por ILK para disminuir la expresión de CPT1A.
En el modelo in vitro de daño muscular por hiperfosfatemia, observamos que BGP aumentó los niveles de ILK en correlación con el aumento en la disfunción mitocondrial. Tras la deleción de ILK se observó cierta reversión parcial en algunos marcadores de la disfunción del metabolismo mitocondrial. De manera basal, los músculos de ratones cKD-ILK mostraron un aumento en la función mitocondrial tanto en la expresión de OXPHOS como de CPT1, comparativamente con la expresión de los WT. Estos resultados implican a ILK en la modulación mitocondrial muscular, y posiblemente en la desregulación causada por la hiperfosfatemia asociada al daño renal. |
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