Estudian el Papel de un Inhibidor de la Activación de Células Pluripotenciales Mesenquimáticas en la Insuficiencia Cardíaca

• AUTOR:Yamahara K, Min K, Nagaya N y colaboradores
• TITULO ORIGINAL:Pathological Role of Angiostatin in Heart Failure: An Endogenous Inhibitor of Mesenchymal Stem-Cell Activation
• CITA:Heart 95(4):283-289, Feb 2009
• MICRO: La apoptosis de las células pluripotenciales mesenquimáticas podría tener un papel en la progresión de la insuficiencia cardíaca.

Introducción

Uno de los nuevos métodos para mejorar el pronóstico de los pacientes con insuficiencia cardíaca (IC) es la terapia celular. Las células madre mesenquimales (MSC) son células pluripotenciales y pueden ser fácilmente multiplicadas en cultivo. Recientemente, se llevaron a cabo algunos estudios experimentales donde se demostró que las MSC de la médula ósea (MO) y el trasplante de MSC intervienen activamente en la regeneración cardíaca.

En el marco de un estudio clínico en el que evalúan la seguridad y la eficacia del trasplante transendocárdico autólogo de MSC de la MO en pacientes con IC terminal, los autores investigaron la presencia de factores humorales que podrían atenuar la activación de las MSC, a fin de determinar el papel de esos factores en la progresión de la IC.

Materiales y métodos

Se incluyeron 10 pacientes con IC y 4 controles sanos. Los 10 pacientes tenían una fracción de acortamiento (FAC) < 25% y una concentración de péptido natriurético cerebral (PNC) > 100 pg/ml. La causa de la IC era la miocardiopatía isquémica (MI) en 5 pacientes y la miocardiopatía dilatada primaria (MD) en los otros 5. Todos se encontraban clínicamente estables al momento de la evaluación.

Se trataba de pacientes con IC crónica grave, sin otra alternativa terapéutica disponible y para los que se diseñó un estudio piloto prospectivo, no aleatorizado, de tipo abierto. Se tomaron muestras de MO de las crestas ilíacas y de la sangre periférica para preparar el suero para el cultivo. Las células de la MO se cultivaron durante 3 semanas para multiplicar las MSC en medios estándar con alfa-MEM y 15% de suero fetal bovino (SFB).

Para determinar el nivel de proliferación celular, se cultivaron MSC humanas en un medio con alfa-MEM con 15% del suero de los pacientes o entre 1% y 15% de SFB y entre 0 y 10 microg/ml de angiostatina recombinante humana, y se midió el nivel celular de 3-(4,5 dimetiltiazol-2-il)-5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sulfofenil)-2H-tetrazolium (MTS) como indicador de la viabilidad celular. Además, se cuantificaron los niveles séricos de angiostatina, del factor de necrosis tumoral alfa (FNTalfa), de la interleucina-6 (IL6) y de la metaloproteinasa de matriz 9 (MPM9).También se evaluó la apoptosis mediante la determinación de la actividad de proteasa de las caspasas 3 y 7 en preparados con angiostatina, y la migración de las MSC.

Se emplearon roedores a los que se les provocó una MD inducida por una miocarditis experimental. En esos roedores se midió la concentración de angiostatina mediante inmunotransferencia (western blot) y la actividad gelatinolítica de su suero.

En el análisis estadístico, se empleó la prueba t de Student para determinar la significación de las diferencias encontradas entre los grupos. Para comparar más de 2 grupos se utilizó el análisis de la varianza (ANOVA) seguido de la prueba de Newman-Keuls, y se consideró significativo un valor de p < 0.05.

Resultados

Se evaluó el efecto inhibitorio del suero de los pacientes con IC mediante el cultivo de MSC humanas en un medio con 15% de suero. En comparación con el cultivo en SFB, se obtuvo un aumento significativo del crecimiento de las MSC en los voluntarios sanos. El suero de 2 de los 10 pacientes con IC (P1 y P2 con MD) demostró un efecto inhibitorio sobre la proliferación, mientras que el suero de los otros 8 sujetos la estimuló significativamente.

Para identificar los factores humorales séricos en los pacientes con IC con acción inhibitoria sobre la proliferación de las MSC se analizaron sus proteínas, y se descubrió el aumento de más de 20 de ellas en el suero de los 2 sujetos con MD. Se eligió entre éstas a la angiostatina, un inhibidor de la proliferación de células normales y tumorales conocido, cuya concentración apareció sustancialmente aumentada en el P1 (1656.8 ng/ml) en comparación con los otros pacientes con IC (43.9 a 405.2 ng/ml). Luego se estudió el probable mecanismo por el cual se produce el incremento en esos pacientes cuantificando la actividad de la MPM9, la que interviene en la liberación de la angiostatina del plasminógeno, y que también se mostró aumentada en el P1 (484 pg/ml) al compararla con la concentración en los otros pacientes (151 a 272 pg/ml).

La angiostatina inhibió significativamente la proliferación de las MSC inducida por el SFB en forma dependiente de la dosis, y además se encontró una actividad aumentada de las caspasas 3 y 7 en las MSC de los pacientes tratados con angiotastina, en comparación con los controles. Por lo tanto, se deduce que el tratamiento con angiostatina lleva a la apoptosis mediada por caspasas en las MSC. Con la angiostatina también se inhibe la migración celular (de células endoteliales, del músculo liso y de monocitos/macrófagos), y se encontró que con 10 microg/ml de angiostatina se redujo significativamente la motilidad de las MSC inducida por el SFB.

Al analizar los roedores a los que se les provocó la MD, se encontró un importante aumento en los niveles séricos de angiostatina, que fue menor en aquellos con MD y tratados con doxiciclina (un inhibidor de la MPM) que en los no tratados. En las ratas con MD también se halló un aumento de la expresión de proMPM-2 y proMPM-9, mientras que en aquellas tratadas con doxiciclina se constató una inhibición moderada de la actividad gelatinolítica.

Discusión

Los hallazgos de este estudio permiten afirmar que el suero de varios pacientes con IC terminal tiene factores humorales que atenúan la activación de las MSC, cuya proliferación y migración es inhibida por la angiostatina, la que a su vez aumenta la apoptosis de esas células. En el modelo experimental de IC se encontraron niveles aumentados de angiostatina y MPM, que se redujeron con el tratamiento con un inhibidor de las MPM.

El suero humano resultó tan efectivo como el SFB para estimular la proliferación de los cultivos de MSC o incluso superior. Sin embargo, el suero de algunos pacientes tuvo un efecto inhibitorio, mediado principalmente por la angiostatina, cuya concentración tiene una relación inversa con el grado de proliferación de las MSC.

Otros factores humorales como FNTalfa y la IL6 se encuentran aumentados en pacientes con IC, pero en este estudio los valores hallados no superaban los 100 pg/ml, insuficientes para inhibir la proliferación de las MSC.

En experimentos con pacientes con MD se encontró una asociación entre las concentraciones séricas de angiostatina y de citocinas proinflamatorias, así como con la proliferación de las MSC. Se ha demostrado previamente que la angiostatina se genera en el contexto de inflamación, y una gran cantidad de citocinas proinflamatorias podrían intervenir en la progresión de la IC.

Si bien el aumento de los niveles de angiostatina se asocia con una IC más grave, los autores encontraron que el paciente con la IC más grave no presentaba aumento de este parámetro. Asimismo, consideran que el incremento de la angiostatina podría no limitarse sólo a pacientes con MD, y que su papel en la IC debería aclararse en próximos trabajos.

La angiostatina es un producto del clivaje del plasminógeno que inhibe la angiogénesis y la proliferación de células endoteliales, musculares lisas y tumorales, y que ahora ha demostrado inhibir la proliferación y la migración de las MSC. Como éstas intervienen en la reparación del tejido miocárdico, la angiostatina podría tener un papel crítico en la progresión de la IC.

El plasminógeno es clivado por las MPM 2, 7 o 9 para generar la angiostatina y existe una relación directa entre el nivel de esta última y la concentración de MPM9. Por su parte, con el empleo de inhibidores de las MPM como la doxiciclina se consigue disminuir el nivel de angiostatina, de modo que se podrían utilizar para el tratamiento de la MD, al permitir la activación de las MSC y la reparación cardíaca.

La doxiciclina es un antibiótico derivado de las tetraciclinas, de bajo costo y con un perfil de seguridad adecuado. Sin embargo, con el uso de tetraciclinas modificadas químicamente, que mantienen sus propiedades anti MPM pero no sus propiedades antibióticas, se logra un efecto aún mayor.

En contraste con la variabilidad observada con el suero humano, la concentración de angiostatina en ratones es mucho más constante entre los distintos animales con MD, lo que podría considerarse como una de las limitaciones del modelo de estudio empleado y, por ende, puede explicar la patogénesis de algunos de los casos de MD en seres humanos, pero no de todos.

Conclusiones

El suero de algunos pacientes con IC, así como el de algunos roedores con la misma enfermedad, contiene niveles elevados de angiostatina, la que inhibe la proliferación y la migración de las MSC y estimula su apoptosis. Esto podría tener un papel importante en la progresión de la IC.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología