[en] Introduction and objectives: Macrophages present in the synovial lining of the joints are involved in tissue inflammation, thus participating in the progression of osteoarthritis. Specifically, there is an increase in the percentage of macrophages type M1 (pro-inflammatory) over those of type M2 (anti-inflammatory). Hydrogen sulfide (H2S), a small gaseous molecule that is synthesized among other tissues in the joint, is involved in the polarization of macrophages maintaining the M1/M2 homeostatic balance. However, recent studies indicate a reduction in the enzymatic synthesis of H2S in OA patients, and specifically in their metabolic phenotype. In this work we evaluated whether a stress due to high glucose levels could favor the polarization of macrophages towards type M1, and if the administration of an exogenous source of H2S could attenuate these effects. Methods: An in vitro model of osteoarthritis associated with diabetes (DB) in macrophages using the TPH-1 monocyte cell line was performed. First, cells were differentiated to mature macrophages with phorbol myristate acetate (PMA). Cells were then stimulated with lipopolysaccharide (LPS) under normal (GN; 1g/l) or high glucose (GA; 4,5 g/l) conditions in the presence or absence of an exogenous source of H2S (Gyy-4137, a slow gas releaser). Macrophage polarization was monitored by gene and protein expression studies evaluating surface markers using flow cytometry. In addition, cell proliferation and release of the pro-inflammatory mediator interleukin 6 (IL- 6) were determined. Finally, we evaluated the expression of the sulfur synthionizing enzyme cystathionine γ-lyase (CSE) in synovial tissue samples from osteoarthritic patients with or without a diagnosis of type II DB (OA vs OA-DB). Results: Incubation of LPS activated macrophages in high glucose conditions increased the expression of mediators associated with the M1 phenotype, both at gene and protein levels. These results were confirmed by the increase of IL-6 levels and proliferative capacity in these cells. In addition, we observed that the activation of macrophages was associated with a reduced gene expression of the H2S synthesis machinery. It was noted that co-treatment of the cells with Gyy-4137 attenuated the effects of stress from high glucose levels, possibly by activating the anti-oxidant response mediated by the Nrf-2/HO-1 signaling pathway. In addition, OA-DB patients showed lower levels of CSE expression in synovial tissue than non-DB OA patients. Conclusions: Our study seems to reinforce the key role of H2S in OA and specifically its metabolic phenotype, as well as to point out its effects on the polarity of synovial macrophages, opening new therapeutic perspectives in the management of this pathology.

[es] Introducción y objetivos: Macrófagos presentes en el revestimiento sinovial de las articulaciones están involucrados en la inflamación del tejido, participando así en la progresión de la artrosis (OA). En concreto, tiene lugar un incremento en el porcentaje de macrófagos tipo M1 (pro-inflamatorios) sobre los de tipo M2 (anti-inflamatorios). El sulfuro de hidrógeno (H2S), una pequeña molécula gaseosa que se sintetiza entre otros tejidos en la articulación, está implicado en la polarización de macrófagos manteniendo el equilibrio homeostático M1/M2. Sin embargo, estudios recientes señalan una reducción en la síntesis enzimática del H2S en los pacientes artrósicos, y específicamente en su fenotipo metabólico. De esta forma, en este trabajo evaluamos si un estrés por altos niveles de glucosa podría favorecer la polarización de macrófagos hacía el tipo M1, y si la administración de una fuente exógena de H2S atenuaría estos efectos. Metodología: Se realizó un modelo in vitro de OA asociada a diabetes (DB) en macrófagos, empleando la línea celular de monocitos TPH-1. En primer lugar, las células se diferenciaron a macrófagos maduros con éster de alcohol forbol (PMA). Las células fueron luego estimuladas con lipopolisacárido (LPS) bajo condiciones normales (GN; 1g/l) o altas de glucosa (GA; 4,5 g/l) en presencia o ausencia de una fuente exógena de H2S (Gyy-4137, un liberador lento del gas). La polarización de los macrófagos se monitorizó mediante estudios de expresión génica y proteica evaluando marcadores de superficie utilizando citometría de flujo. Además, se determinó la proliferación celular y la liberación del mediador pro- inflamatorio interleucina 6 (IL-6). Finalmente, se evaluó la expresión de la enzima sintetizadora de sulfuro cistationina γ-liasa (CSE) en muestras de tejido sinovial de pacientes artrósicos con o sin diagnóstico de DB tipo II (OA vs OA-DB). Resultados: La incubación en altos niveles de glucosa de macrófagos activados con LPS incrementó la expresión de mediadores asociados al fenotipo M1, tanto a nivel génico como proteico. Estos resultados fueron confirmados mediante la detección de una mayor liberación de IL-6 y capacidad proliferativa en estas células. Además, también detectamos que la activación de los macrófagos estaba asociada a una menor expresión génica de la maquinaría de síntesis de H2S. A destacar, el co-tratamiento de las células con Gyy-4137 atenuó los efectos del estrés por altos niveles de glucosa, posiblemente al activar la respuesta anti-oxidante mediada por la vía de señalización Nrf-2/HO-1. En relación, los pacientes OA-DB mostraban menores niveles de expresión de CSE en el tejido sinovial que los pacientes OA no DB. Conclusiones: Nuestro estudio parece reforzar el papel clave del H2S en la OA y concretamente en su fenotipo metabólico, así como señalar sus efectos en la polaridad de macrófagos sinoviales, abriendo nuevas perspectivas terapéuticas en el manejo de esta patología.