[en] Fibrosis is a physiological mechanism defined as the increase in fibroblast proliferation and extracellular matrix (ECM) deposition. However, it can acquire a pathological character and destroy the normal architecture and produce organ dysfunction. Skin fibrosis occurs in a variety of diseases such as systemic sclerosis (SS) or scleroderma, keloids and hypertrophic scars. It is considered to be the result of abnormal repair in response to tissue damage. Roflumilast, a phosphodiesterase (PDE) 4 inhibitor approved for the treatment of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), has been shown to have anti-inflammatory and antifibrotic effects in some types of fibrosis such as pulmonary or liver fibrosis. Nonetheless, the effects of roflumilast have not been tested in models of skin fibrosis. Thus, the objective of this work was to investigate whether the drug was capable of preventing and/or reversing the pathophysiological processes characteristic of cutaneous fibrosis by inhibiting signaling pathways downstream of TGF beta 1. To elucidate the effects of the inhibitor of PDE4, as well as its mechanism of action, in in vivo and in vitro models of skin fibrosis, it was carried out the analysis of gene expression, protein expression, proliferation, Nrf2 activity, reactive oxygen species (ROS) generation and senescence. Our results show that all PDE4 isoforms are over-expressed in fibrotic skin tissue. Furthermore, PDE4B is the most over-expressed isoform. The pharmacological inhibition of PDE4 with roflumilast and the genetic suppression of PDE4B show antifibrotic effects, as it inhibits fibroblast and keratinocyte activation, ECM deposition, oxidative stress, proliferation and senescence. In addition, the inhibition of PDE4, or the predominant isoform in fibrotic skin tissue, the PDE4B, is capable of blocking ERK1/2 and SMAD3 phosphorylations and to inhibit the ROS generation over NOX4. This results in a decrease in the expression of fibrotic markers in dermal fibroblasts and keratinocytes. These findings point to PDE4B as a potential pharmacological target to treat skin fibrosis.

[es] La fibrosis es un mecanismo fisiológico que se define como el aumento de la proliferación de fibroblastos y deposición de matriz extracelular (MEC), que, cuando adquiere un carácter patológico, puede destruir la arquitectura normal y producir la disfunción del órgano. La fibrosis cutánea ocurre en una variedad de enfermedades tales como la esclerosis sistémica (ES) o esclerodermia, queloides, cicatrices hipertróficas y otras afecciones. Se considera que es el resultado de una reparación anormal en respuesta al daño tisular. Roflumilast, un inhibidor de la fosfodiesterasa (PDE) 4 aprobado para el tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), ha demostrado tener efectos antiinflamatorios y antifibróticos en algunos tipos de fibrosis como la fibrosis pulmonar o la hepática. Sin embargo, no se han probado los efectos de roflumilast en modelos de fibrosis cutánea. Así pues, el objetivo de la presente tesis doctoral fue investigar si el fármaco era capaz de prevenir y/o revertir los procesos fisiopatológicos característicos de la fibrosis cutánea al inhibir rutas de señalización aguas abajo de TGF beta 1. Para elucidar los efectos del inhibidor de la PDE4, así como su mecanismo de acción, en modelos tanto in vivo como in vitro de fibrosis cutánea, se llevó a cabo el análisis de la expresión genética, expresión proteica, proliferación, actividad de Nrf2, generación de especies reactivas de oxígeno (ERO) y senescencia. Nuestros resultados muestran que todas las isoformas de la PDE4 se encuentran sobre-expresadas en tejido cutáneo fibrótico, siendo la isoforma con mayor expresión la PDE4B. Además, la inhibición farmacológica de la PDE4 con roflumilast y la supresión genética de la PDE4B muestran efectos antifibróticos, inhibiendo la activación de fibroblastos y queratinocitos, la deposición de MEC, estrés oxidativo, proliferación y senescencia. Asimismo, la inhibición de la PDE4, o de la isoforma predominante en tejido cutáneo fibrótico, la PDE4B, es capaz de bloquear las fosforilaciones de ERK1/2 y SMAD3 y de inhibir la generación de ERO vía NOX4, lo cual resulta en una disminución de la expresión de marcadores fibróticos tanto en fibroblastos de la dermis como en queratinocitos. Estos hallazgos señalan a la PDE4B como una diana farmacológica potencial para tratar los procesos fibróticos cutáneos comunes a diferentes patologías.