Melatonina y apoptosis en leucocitos humanos

Abstract

En la presente Tesis Doctoral, nos propusimos estudiar los mecanismos implicados en las propiedades anti-apoptóticas de la melatonina en células inmunocompetentes no tumorales, como son los leucocitos humanos, valorando la participación de los receptores de membrana de la melatonina en dichos mecanismos, así como la acción directa de la indolamina a través de su capacidad antioxidante. Los resultados indican que la melatonina es capaz de revertir la activación de la caspasa-3 y -9 inducida por sobrecargas de calcio intracelular, lo cual se debe aparentemente a la modulación de la apertura del poro de permeabilidad transitoria de la mitocondria y la activación de Bax por acción de la indolamina. Además, los efectos protectores resultantes de la administración de melatonina sobre la apoptosis mitocondrial de leucocitos humanos inducida por aumentos sostenidos en la concentración intracelular de calcio parecen ser dependientes de las propiedades antioxidantes de la indolamina. Por otro lado, hemos demostrado que la melatonina reduce la apoptosis inducida por TNF-α mediante la interacción con los receptores de membrana MT1/MT2 y la activación fosforilativa de la proteína de supervivencia ERK, al mismo tiempo que inhibe el estallido oxidativo inducido por el tratamiento con TNF-α posiblemente debido a sus acciones como secuestrador de radicales libres. Finalmente, la melatonina puede limitar o revertir algunos de los cambios que ocurren durante la inmunosenescencia, ya que es capaz de retrasar la apoptosis y previene el estrés oxidativo inducidos por sobrecargas de calcio en leucocitos procedentes de individuos mayores de 65 años.

In the present PhD thesis, we intended to study the mechanisms involved in the anti-apoptotic properties of melatonin in immunocompetent non-tumor cells, evaluating the involvement of melatonin membrane receptors in these mechanisms and the direct action of the indoleamine through its antioxidant capacity. Our results suggest that melatonin is able to reverse caspase-3 and -9 activation triggered by intracellular calcium overload, which is likely due to modulation of mitochondrial permeability transition pore opening and Bax activation. Additionally, the protective effects resulting from melatonin administration on mitochondrial apoptosis of human leukocytes seem to be dependent on melatonin´s antioxidant properties. Furthermore, we have demonstrated that melatonin requires membrane receptor MT1/MT2 interaction and ERK phosphorylative activation in order to forestall TNF-α-induced leukocyte apoptosis, on the one hand, and counteracts TNF-α-evoked oxidative burst possibly owing to its free radical scavenging actions, on the other hand. Finally, melatonin may limit or reverse some of the changes that occur during immunosenescence, since it is able to delay apoptosis and prevent oxidative burst induced by intracellular calcium overload in leukocytes from elderly individuals.