Los neutrófilos son las células más abundantes en la sangre y son parte esencial del sistema inmunológico innato. Sus funciones son principalmente regular los procesos inflamatorios y la destrucción de microorganismos. Para esto los neutrófilos despliegan una serie de estrategias que controlan y eliminan la infección. Estas estrategias son la fagocitosis, la degranulación y la formación de redes extracelulares (NETs, por sus siglas en inglés: Neutrophil Extracellular Traps). La formación de redes extracelulares, o NETs consiste en liberar al medio extracelular unas redes formadas por la cromatina y por proteínas antimicrobianas. Las NETs retienen a los microorganismos para impedir su diseminación y los destruyen con las proteínas microbicidas. Varios microorganismos y agentes químicos como el ester de forbol (PMA) se han reportado como inductores de la formación NETs, pero no sé conoce que receptores en la membrana de los neutrófilos pueden inducir la formación de NETs y tampoco cuales son las señales moleculares que llevan a la producción de estas redes. Se ha reportado recientemente que los complejos inmunes de auto-anticuerpos pueden activar neutrófilos de pacientes con lupus eritematoso sistémico para que formen NETs. Esto sugiere que los receptores para anticuerpo (FcR) pueden estar involucrados en la formación de NETs. Nuestro trabajo previo indica que el FcRIIA induce principalmente fagocitosis. Mientras que el receptor FcRIIIB manda señales al núcleo para activar factores nucleares. Por tanto, en este proyecto proponemos investigar si los receptores Fc del neutrófilo pueden llevar a la formación de NETs cuando son activados en forma selectiva. Nuestro trabajo previo nos hace pensar que el FcRIIIB es un receptor que puede iniciar la formación de NETs. Además, las bases moleculares para la formación de NETs se desconocen en gran medida. Algunas moléculas se han identificado como importantes para este proceso. Entre ellas, la enzima NADPH oxidasa, la proteína cinasa C (PKC), la mieloperoxidasa y la vía de señal Raf, MEK, ERK. Sin embargo, es posible que la vía de ERK no sea necesaria en algunos casos para estimular la formación de NETs ya que nuestro trabajo previo demuestra que señal del FcRIIIB al núcleo es independiente de MEK y ERK. Entonces es muy probable que estas enzimas sean requeridas en la vía de formación de NETs sólo en algunos casos y no en otros dependiendo del estímulo/receptor que este involucrado. Por tanto, nos preguntamos en este proyecto si la vía de MEK, ERK participa en la formación de NETs inducida por receptores Fc. La liberación de la cromatina para formar NETs implica un mecanismo de muerte celular que es diferente a la necrosis o a la apoptosis, denominado NETosis. Es probable que algunos elementos del citoesqueleto esten también involucrados en la formación de NETs, pero esto no ha sido explorado. Por tanto, en este proyecto exploraremos si el citoesqueleto y si algunas moléculas que regulan su función, como las GTPasas Rho y Rac, participan en la producción de NETs inducida por los receptores Fc. El abordar estas preguntas en este proyecto contribuirá a describir en detalle las vías de transducción de señal de los receptores Fc de neutrófilos humanos que llevan a la activación de factores nucleares y a la formación de NETs. Este conocimiento básico del funcionamiento de los neutrófilos ayudará a comprender el papel de estos leucocitos en la respuesta inmunológica innata y en su participación negativa en patologías como inflamación no controlada y en cáncer.

Los neutrófilos son las células más abundantes en la sangre y son parte esencial del sistema inmunológico innato. Sus funciones son principalmente regular los procesos inflamatorios y la destrucción de microorganismos. Para esto los neutrófilos despliegan una serie de estrategias que controlan y eliminan la infección. Estas estrategias son la fagocitosis, la degranulación y la formación de redes extracelulares (NETs, por sus siglas en inglés: Neutrophil Extracellular Traps). La fagocitosis consiste en ingerir y degradar dentro de vacuolas especializadas (fagolisosomas) a los microorganismos. La degranulación consiste en liberar moléculas antimicrobianas en la zona de infección. La formación de redes extracelulares, conocidas como NETs es una función recientemente descrita y consiste en liberar al medio extracelular unas redes formadas por la cromatina y por proteínas antimicrobianas. Las NETs retienen a los microorganismos para impedir su diseminación y los destruyen con las proteínas microbicidas. Además las NETs también parecen que tener un papel importante en inmunidad adquirida y en cáncer. Por lo tanto resulta fundamental conocer los mecanismos de activación para inducir la formación de NETs. Esto además nos ayudará a comprender mejor las respuestas de los leucocitos y por lo tanto también el funcionamiento básico del sistema inmunológico. Varios microorganismos se han reportado como inductores de la formación de estas redes extracelulares, NETs, pero se desconoce como los microorganismos son reconocidos y como activan a los neutrófilos. Los estudios de NETs se han realizado estimulando a las células con el ester de forbol (PMA), que sigue siendo el más potente inductor conocido de la formación de NETs. Es importante, enfatizar que no sé conoce que receptores en la membrana de los neutrófilos pueden inducir la formación de NETs y tampoco cuales son las señales moleculares que llevan a la producción de estas redes. Sin embargo, una publicación reciente indica que los complejos inmunes de auto-anticuerpos pueden activar neutrófilos de pacientes con lupus eritematoso sistémico para que formen NETs. Esto sugiere que los receptores para anticuerpo pueden estar involucrados en la formación de NETs. A la fecha no hay ningún reporte que identifique a un receptor particular para iniciar esta función de neutrófilos. Nuestro trabajo previo determinando las funciones y vías de señal de los receptores Fc (FcR) de neutrófilos nos han enseñado que el FcRIIA señala principalmente para que la célula realice fagocitosis. Mientras que el receptor FcRIIIB manda señales al núcleo para activar factores nucleares. Por tanto, en este proyecto proponemos investigar si los receptores Fc del neutrófilo pueden llevar a la formación de NETs cuando son activados en forma selectiva. Nuestro trabajo previo nos hace pensar que el FcRIIIB es un receptor que puede iniciar la formación de NETs. Por otro lado, las bases moleculares para la formación de NETs se desconocen en gran medida. Algunas moléculas se han identificado como importantes para este proceso. Entre ellas, especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés Reactive Oxygen Species), que se producen por acción de la enzima NADPH oxidasa, la proteína cinasa C (PKC), la mieloperoxidasa y la vía de señal Raf, MEK, ERK. Sin embargo, es posible que la vía de ERK no sea necesaria en algunos casos para estimular la formación de NETs ya que nuestro trabajo previo demuestra que señal del FcRIIIB al núcleo es independiente de MEK y ERK. Entonces es muy probable que estas enzimas sean requeridas en la vía de formación de NETs sólo en algunos casos y no en otros dependiendo del estímulo/receptor que este involucrado. Por tanto, nos preguntamos en este proyecto si la vía se MEK, ERK participa en la formación de NETs inducida por receptores Fc. La liberación de la cromatina para formar NETs implica un mecanismo de muerte celular que es diferente a la necrosis o a la apoptosis. En este proceso, que se ha denominado NETosis, las membranas del núcleo y los gránulos se desintegran y sus componentes se mezclan en el citoplasma. Después la membrana celular se rompe y la cromatina cubierta con proteínas de los gránulos es liberada al espacio extracelular. En este modelo, basado en estudios de microscopia, no se explica la expulsión dirigida de la cromatina fuera de las células. Es entonces muy probable que algunos elementos del citoesqueleto estén también involucrados en la formación de NETs. Por tanto, en este proyecto exploraremos si el citoesqueleto y si algunas moléculas que regulan su función, como las GTPasas Rho y Rac, participan en la producción de NETs inducida por los receptores Fc. Finalmente, el hecho de que los auto-anticuerpos pueden activar la formación de NETs por neutrófilos de pacientes con lupus eritematoso sistémico, sugiere fuertemente que el estado de activación de los neutrófilos es importante para que puedan responder eficientemente. Entonces, exploraremos si la formación de NETs y la participación de la NADPH oxidasa se modifican cuando los neutrófilos son previamente activados por agentes quimioatrayentes específicos de estas células, como son la interleucina (IL)-8 o el péptido formilado fMLP. El abordar estas preguntas, este proyecto contribuirá a describir en detalle las vías de transducción de señal de los receptores Fc de neutrófilos humanos que llevan a la activación de factores nucleares y a la formación de NETs. Este conocimiento básico del funcionamiento de los neutrófilos ayudará a comprender el papel de estos leucocitos en la respuesta inmunológica innata y en su participación negativa en patologías como inflamación no controlada y en cáncer. Por otro lado, este proyecto permitirá también formar recursos humanos de alta calidad académica en el campo de la investigación. Participarán en este proyecto un técnico académico, un estudiante de licenciatura y un estudiante de maestría. Se espera poder reclutar también a un nuevo estudiante de doctorado.