The role of autophagy in aging-related osteoarthritis

espanolUna caracteristica comun en las patologias relacionadas con el envejecimiento es la progresiva acumulacion de macromoleculas danadas que provocan dano celular y finalmente la muerte. La autofagia es un mecanismo fundamental en la homeostasis celular que regula la eliminacion de moleculas danadas y realiza una funcion protectora y de supervivencia celular. Estudios recientes indicaron una disminucion de autofagia en el cartilago y condrocitos envejecidos y artrosicos. Por otro lado, existen claras evidencias de que la disfuncion mitocondrial juega un papel fundamental en la aceleracion del proceso de envejecimiento. En este sentido, diferentes lineas de evidencia han demostrado una desregulacion mitocondrial en el cartilago artrosico. Basandonos en estas premisas, los objetivos propuestos en esta Tesis Doctoral han sido: (1) Estudiar los efectos de un defecto de autofagia sobre la funcion mitocondrial mediante aproximaciones farmacologicas y geneticas y (2) Identificar dianas terapeuticas asociadas a una disminucion de autofagia en la patologia del sistema musculoesqueletico. Para llevar a cabo estos estudios empleamos aproximaciones farmacologicas y geneticas para inhibir la autofagia y estudiar su efecto sobre la funcion mitocondrial en condrocitos humanos. Ademas, hemos analizado el proteoma de los condrocitos humanos asociados a una disminucion de autofagia para la identificacion de potenciales dianas terapeuticas. Finalmente, validamos la diana identificada empleando la tecnologia de edicion genetica CRIPSPR/Cas9 en condrocitos humanos y un modelo de deleccion genetica en raton. En conclusion, nuestros datos destacan el papel de la autofagia como un mecanismo de proteccion critico frente al dano articular, por lo tanto, intervenciones farmacologicas encaminadas a activar la autofagia podrian tener actividad condroprotectora frente a los procesos degenerativos del sistema muscoloesqueletico. EnglishA common feature in pathologies related to aging is the progressive accumulation of damaged macromolecules that cause cellular injury and finally death. Autophagy is a fundamental mechanism in cellular homeostasis that regulates the elimination of damaged molecules and performs a protective function and cell survival. Recent studies have indicated a decrease in autophagy in the cartilage and aged and osteoarthritic chondrocytes. On the other hand, there is clear evidence that mitochondrial dysfunction plays a key role in the acceleration of the aging process. In this sense, different lines of evidence have shown mitochondrial dysfunction in osteoarthritis cartilage. Based on these premises, the objectives proposed in this Doctoral Thesis have been: (1) To study the effects of a defect of autophagy on mitochondrial function through pharmacological and genetic approaches and (2) Identify therapeutic targets associated with a decrease in autophagy in the pathology of the musculoskeletal system. To carry out these studies we use pharmacological and genetic approaches to inhibit autophagy and study this effect on mitochondrial function in human chondrocytes. In addition, we analysed the proteome of human chondrocytes associated with a decrease in autophagy for the identification of potential therapeutic targets. Finally, we validate the target identified using the genetic editing technology CRIPSPR/Cas9 in human chondrocytes and a model of genetic deletion in mouse. In conclusion, our data highlights the role of autophagy as a critical protective mechanism against joint damage; therefore, pharmacological interventions aimed at activating autophagy may have condroprotective activity against the degenerative processes of the musculoskeletal system. galegoUnha caracteristica comun nas enfermidades relacionadas co envellecemento e a progresiva acumulacion de macromoleculas danadas que provoca danos celulares e finalmente a morte. A autofaxia e un mecanismo fundamental na homeostase celular que regula a eliminacion das moleculas danadas e realiza unha funcion protectora e supervivencia celular. Estudios recentes indicaron unha diminucion da autofaxia no cartilaxe e condrocitos envellecidos e artrose. Por outro lado, existen claras evidencias de que a disfuncion mitocondrial xoga un papel fundamental na aceleracion do proceso de envellecemento. Neste sentido, diferentes linas de evidencia demostraron unha disregulacion mitocondrial no cartilaxe artrosico. Tendo en conta isto, os obxectivos propostos nesta Tese doutoral foron: (1) Estudar os efectos dun defecto de autofaxia sobre a funcion mitocondrial mediante aproximacions farmacoloxicas e xeneticas e (2) Identificar as dianas terapeuticas asociadas cunha disminucion da autofaxia na patoloxia do sistema musculoesqueletico. Para levar a cabo estes estudos empregamos aproximacions farmacoloxicas e xeneticas para inhibir a autofaxia e estudiar o seu efecto sobre a funcion mitocondrial nos condrocitos humanos. Ademais, analizamos o proteoma dos condrocitos humanos asociados cunha diminucion de autofaxia para a identificacion de dianas terapeuticas potenciais. Finalmente, validamos a diana identificada empregando a tecnoloxia de edicion xenetica CRIPSPR / Cas9 en condrocitos humanos e un modelo de deleccion xenetica en rato. En conclusion, os nosos datos destacan o papel da autofaxia como un mecanismo de proteccion critico fronte ao dano articular, polo tanto, as intervencions farmacoloxicas encaminadas a activar a autofaxia poderan ter actividade condroprotectora fronte os procesos dexenerativos do sistema musculoesqueletico.