La psoriasis es una enfermedad inflamatoria crónica caracterizada por la inflamación de la piel, que viene acompañada por hiperproliferación de los queratinocitos, infiltración leucocitaria dérmica y una angiogénesis incrementada. Los mecanismos patológicos que dirigen esta patología incluyen tanto respuestas de la inmunidad innata como de la adaptativa. En la presente tesis doctoral se ha ahondado en el estudio de la respuesta fisiopatológica de los queratinocitos a los cambios que se producen en el entorno de una placa psoriásica, con el objetivo de aportar evidencia de relevancia para el desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos. De este modo, se ha puesto de manifiesto que los mediadores proinflamatorios presentes en el contexto psoriásico son capaces de alterar la expresión de los receptores de adenosina, nucleósido implicado en el efecto antiinflamatorio del metotrexato, produciéndose una disminución de los receptores A2B y un aumento de los A2A. Así mismo, se ha demostrado que en piel psoriásica lesional existe una sobreactivación de los transductores de señales y activadores de la transcripción (STAT) 1 y 3, pese a que se produce una disminución mayoritaria de la expresión de las Janus cinasas (Jak). Además, se ha caracterizado el papel de diversos mediadores proinflamatorios en la modulación de estas vías de señalización. Recientemente se ha puesto de manifiesto la importancia de STAT3, así como del factor de transcripción nuclear κB (NF-κB) en la patogénesis de la psoriasis. Por ello, y con el fin de obtener nuevos fármacos útiles para el tratamiento de la enfermedad, en la presente tesis hemos evaluado el potencial efecto antipsoriásico de diversos derivados de origen natural en base a su capacidad para inhibir la activación de estos dos factores de transcripción. Para ello, iniciamos nuestro estudio mediante un screening previo en la línea de macrófagos murinos RAW 264.7 de una serie de moléculas obtenidas en su mayoría de esponjas marinas, así como del condroitín sulfato (CS), proteoglicano de amplio uso en la terapéutica de la osteoartritis. La siguiente fase de nuestro proceso de cribado se realizó en cultivos primarios de queratinocitos humanos, en los que se evaluó la capacidad para inhibir la liberación de las citocinas factor de necrosis tumoral α (TNFα) e interleucina (IL)8. Estos estudios preliminares nos llevaron a la selección del derivado semisintético 4-Benzo[b]tiofen-2-il-3-bromo-5-hidroxi-5H-furan-2-ona (BTH) y del CS para su estudio en profundidad. En la última fase de nuestro estudio, el pretratamiento de queratinocitos primarios humanos con el CS inhibió la activación del NF-κB y, en consecuencia, la liberación de citocinas proinflamatorias. Además, disminuyó la translocación al núcleo de STAT3 así como su actividad transcripcional, demostrando su potencial interés como nuevo fármaco antipsoriásico. Por otro lado, el derivado semisintético BTH también disminuyó la liberación de citocinas y quimiocinas proinflamatorias gracias a su efecto inhibidor de la activación del NF-κB. Además, disminuyó la activación de STAT3 a través del bloqueo de la fosforilación en el residuo de tirosina 705 (Tyr705). Estos resultados fueron confirmados in vivo mediante dos modelos de psoriasis en ratón: la hiperplasia epidérmica inducida por 12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato (TPA) y la inflamación psoriásica inducida por imiquimod. En ambos modelos, la administración tópica del BTH previno el desarrollo de lesiones psoriásicas a través de la supresión de la fosforilación del NF-κB y el STAT3, confirmando el potencial de esta molécula como nuevo fármaco antipsoriásico. Globalmente, la presente tesis arroja nueva luz sobre el papel de la adenosina y las vías de señalización del NF-κB y el STAT3 en la patogénesis de la psoriasis y pone de manifiesto la eficacia de moléculas sencillas de origen natural en la paliación de su curso, sugiriendo el potencial interés de estas estrategias farmacológicas en el desarrollo de nuevos abordajes terapéuticos para el tratamiento de esta enfermedad.

Psoriasis is a chronic inflammatory skin disorder characterized by inflammation in dermis and epidermis, keratinocyte hyperproliferation, leukocyte infiltration and dilatation and growth of blood vessels. Immune-mediated inflammatory processes, involving both innate and adaptive immunity effector mechanisms, drive this pathology. The primary goal of the present work has been to further evaluate the contribution of epidermal cells to the pathogenesis of psoriasis, in order to provide new relevant evidence for the development of new therapies. In this regard, we have demonstrated that the inflammatory mediators found in psoriatic plaques are able to alter the expression of adenosine receptors, which are thought to play a pivotal role in the anti-inflammatory effect of methotrexate. Likewise, we have demonstrated that signal transducers and activators of transcription (STAT) 1 and 3 signaling pathways are upregulated in lesional psoriatic skin compared to non-lesional psoriatic skin, even though there is a decrease in Janus kinases (Jak) expression. Furthermore, we have characterized the role of several pro-inflammatory mediators in the modulation of these signaling pathways. Given the importance of the nuclear factor κB (NF-κB) and STAT3 in psoriasis pathogenesis, we have searched for new molecules of natural origin able to diminish the signaling of these two transcriptional factors in the search of new agents suitable for the treatment of the mildest forms of the disease. For this purpose, we carried out a preliminary study in the murine macrophages cell line RAW 264.7 of a series of semisynthetic derivatives of natural molecules isolated from sea sponges, as well as with chondroitin sulfate (CS), a proteoglycan widely used for the treatment of osteoarthritis. In a second stage, the ability of these molecules to inhibit tumor necrosis factor α (TNFα) and interleukin (IL)-8 release in cultures of normal human keratinocytes was assessed. These preliminary studies led us to the selection of the semisynthetic derivative 4-benzo[b]thiophen-2-yl-3-bromo-5-hydroxy-5H-furan-2-one (BTH) and CS to further study their antipsoriatic potential. Chondroitin sulfate pretreatment of normal human keratinocytes (NHK) inhibited NF-κB activation and the release of some of the key psoriatic cytokines such as TNFα, IL-8, IL-6 and chemokine (C-C motif) ligand (CCL)-27. Moreover, it impaired STAT3 translocation to the nucleus and significantly reduced STAT3 transcriptional activity, confirming its interesting profile as a candidate for future drug research in the therapeutics of psoriasis. In a parallel study, BTH also inhibited the release of some of the key psoriatic cytokines through downregulation of NF-κB in normal human keratinocytes. Furthermore, it impaired STAT3 phosphorylation and translocation to the nucleus, which resulted in decreased keratinocyte proliferation. These results were confirmed in vivo in two murine models of psoriasis: the epidermal hyperplasia induced by 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) and the imiquimod (IMQ)-induced skin inflammation model. In both cases, topical administration of BTH prevented leukocyte infiltration and epidermal hyperplasia through suppression of NF-κB and STAT3 phosphorylation. Our results confirm the potential of BTH as a candidate for future drug research. Globally, data obtained in this Thesis have shed light on the role of adenosine, Jak/STAT and NF-κB signaling pathways in psoriasis pathogenesis, as well as on the efficacy of small molecules of natural origin to ameliorate its course, suggesting the potential interest of these strategies in the development of new therapeutic approaches for this skin condition.