Efecto del Ácido Ursodesoxicólico Sobre la Prevención y el Tratamiento de la Ateroesclerosis Diabética

• TITULO : Efecto del Ácido Ursodesoxicólico Sobre la Prevención y el Tratamiento de la Ateroesclerosis Diabética
• AUTOR : Chung J, Hyun An S, Won Kang S, Kwon K
• TITULO ORIGINAL : Ursodeoxycholic Acid (UDCA) Exerts Anti-Atherogenic Effects by Inhibiting RAGE Signaling in Diabetic Atherosclerosis
• CITA : PLos One 11(1): 1-18, Ene 2016
• MICRO :  El ácido ursodesoxicólico ejerce,por múltiples vías de acción, efectos inhibitorios sobre la formación de las placas ateroescleróticas en condiciones de hiperglucemia.

Introducción 

En los seres humanos, la diabetes se asocia con una ateroesclerosis acelerada y es la primera causa de morbimortalidad. Un mecanismo importante por el cual la hiperglucemia (HG) contribuye a la ateroesclerosis acelerada es la extensa formación de productos finales de la glucosilación avanzada (advanced glycation end products, AGE), que son productos de glucosilación no enzimática, y la oxidación de proteínas y lípidos. El receptor transmembrana de estos productos (RAGE) reconoce AGE y otros ligandos, como S100/calgranulina y lasproteínas de alta movilidad del grupo de caja 1 (HMGB1). La interacción de AGE y RAGE cumple un papel fundamental en la regulación de la producción y expresión de las citoquinas inflamatorias, el estrés oxidativo y la disfunción endotelial en la diabetes. Los principales mecanismos involucrados en diversos tipos celulares son la inducción de estrés del retículo endoplásmico y la activación del factor nuclear kappa beta (NF-KB).

En numerosos estudios se observó que la activación de la respuesta a las proteínas desplegadas (unfolded protein response, UPR) en el retículo endoplásmico, referida como estrés del retículo endoplásmico, cumple una función fundamental en el desarrollo y la progresión de la ateroesclerosis. El estrés es una respuesta adaptativa que busca mantener la homeostasis del retículo endoplásmico; si no lo logra, puede llevar a la muerte celular por apoptosis y a la generación de radicales libres del oxígeno. La cascada de señalización de UPR se inicia por la activación de 3 proteínas localizadas en el retículo endoplásmico: el factor de activación de la transcripción 6 (ATF6), la proteína que requiere inositol 1 (IRE1) y la proteína quinasa del retículo endoplásmico RE (PEKR). También, la UPR y la inflamación están conectadas por diversos mecanismos que incluyen la formación de radicales libres del oxígeno, la liberación de calcio del retículo endoplásmico y la activación de NF-KB de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK), conocida como N-terminal quinasa Jun (JNK).

El consumo masivo de LDL oxidadas por macrófagos desencadena la formación de células espumosas, un paso crítico en la aparición de la ateroesclerosis, causada por un desequilibrio entre la entrada y la salida del colesterol. El receptor CD36 y la familia de transportadores ABC regulan el movimiento del colesterol. Se ha demostrado que el nivel de CD36 aumenta y el nivel de transportadores ABC disminuye significativamente en los pacientes con diabetes y complicaciones vasculares, como la ateroesclerosis.

El ácido ursodesoxicólico (AUDC) es una sal biliar terciaria hidrófila usada ampliamente en el tratamiento de la enfermedad colestásica crónica, y también en la cirrosis biliar primaria y la hepatitis viral crónica. Tiene efectos antiapoptóticos y antiinflamatorios, sólo descritos para los hepatocitos. Un estudio previo demostró que el AUDC aumentó la producción de ácido nítrico e inhibió la producción de endotelina en células vasculares humanas, lo que sugiere un efecto protector en dichas células. Se han comprobado diversos efectos protectores en modelos con animales, aunque los efectos en modelos diabéticos con ateroesclerosis todavía no se conocen bien.

El objetivo del presente estudio fue demostrar que el AUDC ejerce efectos antiaterogénicos tanto en las células endoteliales como en los macrófagos, en condiciones hiperglucémicas, e inhibe el desarrollo de lesiones ateroescleróticas y de células espumosas mediante la inhibición de la señalización de RAGE.

Materiales y Métodos

Se trabajó in vitro con cultivos primarios de células aisladas de cordón umbilical (células endoteliales de vena umbilical humana) e in vivo con ratones ApoE^-/- bajo las guías institucionales de cuidado animal y con la aprobación del Committee on Ethics in Animal Experiments at Ewha Womans University.

Los resultados se analizaron por métodos estadísticos no paramétricos y se aceptó una significación estadística con un valor de p < 0.05.

Resultados

El AUDC suprimió la expresión de RAGE inhibiendo el estrés del retículo endoplásmico inducido por condiciones hiperglucémicas en las células endoteliales (CE). El estrés se midió cuantificando los niveles de marcadores de la vía de UPR por técnicas de Werstern blot y PCR.

También suprimió la inflamación vascular inducida por la HG en las CE. La activación de NF-KB está mediada por la fosforilación de la subunidad inhibitoria I kappa beta (IKB). En el presente estudio, la fosforilación de IKB aumentó en las CE y ese efecto fue inhibido por el AUDC, que también inhibió el aumento de los niveles de ARN mensajero que codifica las moléculas de adhesión (VCAM-I, ICAM-I, MCP-I) asociadas con el estrés del retículo endoplásmico y la adhesión de monocitos a las CE que se observa en condiciones hiperglucémicas.

El AUDC atenuó el estrés oxidativo inducido por la hiperglucemia. La generación de radicales libres del oxígeno en las CE en condiciones de HG fue suprimida por este agente regulando la expresión del factor relacionado con el factor nuclear eritroide-2 (Nrf2) y de la proteína antioxidante hemooxigenasa 1 (HO-1).

Asimismo, suprimió la expresión de RAGE y su señalización inducida por HG. Las condiciones de HG aumentan la fosforilación de p38, ERK_1/2 y JNK. Además, ejerció un efecto inhibitorio sólo en JNK e indujo fosforilación en un grado aún mayor en ERK_1/2. Esta última actúa en procesos celulares involucrados con la proliferación, diferenciación y progresión del ciclo celular en respuesta a una variedad de señales. Para explorar si la expresión de RAGE inducida por HG podía atribuirse a la activación de NF-KB se utilizó un inhibidor de éste. Los resultados sugirieron que las reducciones ejercidas por el AUDC en la expresión de RAGE inducida por HG fueron mediadas por la inhibición de JNK y la activación de NF-KB.

El AUDC redujo la formación de células espumosas y la expresión de citoquinas proinflamatorias en los macrófagos. También redujo la formación de células espumosas inducida por las LDL oxidadas. Los autores confirmaron que, ante condiciones de HG y de LDL oxidadas, aumenta la síntesis de CD36 y disminuye la de los transportadores ABC (ABCA1 y ABCG1). Asimismo, inhibió el aumento de CD36 y de las interleuquinas 1 beta y 6, y aumentó la expresión del ARN mensajero codificante de ABCA1 y ABCG1.

El AUDC disminuyó la formación de la placa ateroesclerótica en ratones diabéticos. El nivel de HDL fue significativamente menor en el grupo de ratones diabéticos tratados con AUDC que en el grupo de control; esta fue la única diferencia entre los parámetros metabólicos estudiados (peso, glucemia, colesterol total y triglicéridos). En el grupo tratado se redujo un 40% el tamaño de la placa, sobre todo en la arteria carótida y en la aorta torácica descendente, en comparación con el grupo de control. Los niveles de marcadores de estrés del retículo endoplásmico fueron significativamente menores en el grupo tratado; en las áreas no ateroescleróticas no se detectó tal estrés ni la respuesta inflamatoria. Estos resultados indican que, en el ratón diabético, el AUDC reduce la formación de la placa ateroesclerótica mediante la inhibición del estrés del retículo endosplásmico inducida por HG, la expresión de RAGE y la respuesta inflamatoria.

Discusión

El hallazgo principal de este estudio es que el AUDC ejerció efectos antiaterogénicos en la ateroesclerosis diabética. Primero, suprimió la respuesta inflamatoria causada por la HG, y bloqueó el estrés del retículo endoplásmico y el mecanismo de señalización en las CE y en ratones ApoE^-/-. Segundo, los niveles de expresión de RAGE y su ligando se redujeron en las CE tratadas con AUDC, al menos en parte, mediante la inhibición de JNK y NF-KB. Tercero, la producción de radicales libres del oxígeno inducida por la HG se inhibió en las CE tratadas mediante el aumento de la expresión de Nrf2. Cuarto, el AUDC redujo la formación de células espumosas por la sobrerregulación de la expresión de ABCA1 y ABCG1, la reducción de la expresión de RAGE inducida por la HG y la supresión de la respuesta inflamatoria en los macrófagos. También redujo la formación de radicales libres del oxígeno e indujo la expresión del gen antioxidante HO-1 en las CE en condiciones de HG, lo cual se asocia con el aumento de la translocación nuclear de Nrf2.

La reducción de formación de células espumosas por el AUDC es llevada a cabo por la regulación negativa de CD36, y la regulación positiva de ABCA1 y ABCG1 causada por la inhibición de la señalización de RAGE en los macrófagos.

Con respecto al modelo de ratón diabético, el AUDC ejerció efectos antiaterogénicos al inhibir el desarrollo de la ateroesclerosis temprana causada por la HG, y bloquear el estrés del retículo endoplásmico, la señalización de RAGE y la respuesta inflamatoria.

Como limitación del estudio los autores señalan que no investigaron los mecanismos por los cuales el estrés del retículo endoplásmico activa los RAGE y los mecanismos funcionales del AUDC en el metabolismo lipídico.

Conclusión

El AUDC ejerce efectos antiaterogénicos en las CE y en los macrófagos bloqueando la señalización de RAGE. En las CE, inhibe la disfunción endotelial mediante la inhibición del estrés del retículo endoplásmico, la reducción de la expresión de RAGE, la inhibición de la respuesta inflamatoria y la supresión de la formación de radicales libres del oxígeno. En los macrófagos, inhibe la expresión de RAGE y de citoquinas proinflamatorias, y la formación de células espumosas. Estos resultados sugieren que podría ser un posible agente terapéutico para la prevención o el tratamiento de la ateroesclerosis diabética.

Especialidad: Bibliografía - Gastroenterología