Efecto del humo de leña sobre el potencial de membrana mitocondrial y los niveles de ATP en fibroblastos de pulmón humano normal.

Abstract

Exposure to biomass smoke represents the second leading cause of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The most commonly used biomass material is wood, also known as fuelwood. About 40% of the worlds population continues to use solid fuels, including wood, for cooking or heating their homes. Several studies have shown that chronic exposure to wood smoke is a risk factor for the development of COPD. Previous studies have shown that exposure to wood smoke in animals such as guinea pigs induces mitochondrial dysfunction, as assessed by a decrease in respiratory parameters and activity of complexes I and IV of the electron transport chain of isolated lung mitochondria. In addition, wood smoke extract has been reported to induce oxidative stress, favoring apoptosis of human lung epithelial cells. Despite these findings, to date it is not known whether wood smoke extract induces structural and morphological changes in the mitochondrial network and whether these are associated with changes in the expression levels of proteins involved in processes such as mitochondrial biogenesis that would favor increased levels of oxidative stress and cell apoptosis. Likewise, several studies have shown that EHL induces alterations in mitochondrial function, increased ROS production and increased apoptosis via the intrinsic pathway, but the direct effect on mitochondrial membrane potential is still unknown. Therefore, in the present work we will analyze whether EHL induces changes in mitochondrial morphology and whether these changes are associated with decreased expression levels of proteins associated with the processes of mitochondrial biogenesis, fission and fusion, in human lung fibroblasts.

La exposición al humo de biomasa representa la segunda causa de enfermedades pulmonares obstructivas crónicas (EPOC). El material de biomasa más utilizado es la madera, conocida también como leña. Alrededor del 40% de la población mundial sigue utilizando combustibles sólidos, entre ellos la leña, para cocinar o calentar sus hogares. Diversos estudios han mostrado que la exposición crónica al humo de leña es un factor de riesgo para el desarrollo de EPOC. Estudios previos han demostrado que la exposición al humo de leña en animales como el cobayo, inducen disfunción mitocondrial, evaluada por una disminución en parámetros respiratorios y actividad de los complejos I y IV de la cadena de transporte de electrones de mitocondrias aisladas de pulmones. Además, se ha reportado que el extracto de humo de leña induce estrés oxidante, favoreciendo la apoptosis de células epiteliales de pulmón humano. A pesar de estos hallazgos, hasta la fecha se desconoce si el extracto de humo de leña induce cambios estructurales y morfológicos en la red mitocondrial y si estos están asociados a cambios en los niveles de expresión de proteínas implicadas en procesos como la biogénesis mitocondrial que favorecerían al incremento en los niveles de estrés oxidante y apoptosis celular. Así mismo, diversos trabajos han demostrado que el EHL induce alteraciones en la función mitocondrial, incremento en la producción de ROS e incremento en la apoptosis vía intrínseca pero aún se desconoce el efecto que induce directamente sobre el potencial de la membrana mitocondrial. Por ello en el presente trabajo analizaremos si el EHL induce cambios en la morfología de la mitocondria y si estos cambios están asociados con la disminución en los niveles de expresión de proteínas asociadas con los procesos de biogénesis, fisión y fusión mitocondrial, en fibroblastos de pulmón humano.