Implication of the disease-associated ORMDL3 in macrophage physiology

Abstract

Genome-wide association studies linked increased ORMDL3 expression levels to several inflammatory diseases via single nucleotide polymorphisms. However, the pathophysiological mechanisms underlying this association are still poorly understood. ORMDL proteins have been shown to regulate de novo sphingolipid synthesis among other functions, a process important for proper innate immune responses and its imbalance was furthermore associated to asthma disease. This thesis was aimed to provide further inside into the ORMDL-SPT complex formation and to elucidate potential involvement of ORMDL3 in macrophage physiology using a transgenic mouse model. We herein demonstrated that a structural rearrangement under high sphingolipid content takes place, in order to release SPT activity. Moreover, ORMDL3 levels decreased cellular ceramide content in macrophages, and specifically impaired the de novo synthesis during activation leading to reduced autophagy and bacterial clearance. In addition, we explore the SNP-dependent regulation of ORMDL3 gene expression in human monocytes. Taken together, this thesis contributes to a better understanding of the implication of ORMDL3 in sphingolipid homeostasis and underlines its importance in macrophage physiology.

Alguns estudis d’associació genòmica han relacionat un augment dels nivells d’expressió d’ORMDL3, causat per polimorfismes d’un sol nucleòtid, amb diverses malalties inflamatòries. Tot i així, els mecanismes fisiopatològics subjacents a aquesta associació no són del tot coneguts. Les proteïnes ORMDL estan involucrades en la síntesi d’esfingolípids de novo, un procés essencial per a la resposta immunitària de tipus innat i que ha estat associat amb l’asma. Aquesta tesi té l’objectiu d’aprofundir en la formació del complex ORMDL-SPT així com d’elucidar la potencial implicació d’ORMDL3 en la fisiologia dels macròfags utilitzant un model de ratolí transgènic. Els nostres resultats demostren un rearranjament estructural quan hi ha un alt contingut d’esfingolípids, per tal d’alliberar l’activitat de l’SPT. A més, els nivells d’ORMDL3 disminueixen el contingut cel·lular de ceramides i afecten específicament la síntesi de novo durant l’activació dels macròfags, produint una reducció en l’autofàgia i la liquidació bacteriana. Addicionalment, hem explorat la regulació d’ORMDL3 depenent de polimorfismes en monòcits humans. En conjunt, aquesta tesi contribueix a un coneixement més profund de la implicació d’ORMDL3 en la homeòstasi d’esfingolípids i remarca la seva importància en la fisiologia dels macròfags.