Laboratorios Bagó > Bibliografías > La Angiotensina II y la Aldosterona Regulan la Transcripción de Genes a través de los Receptores Mineralocorticoides en las Células Musculares Lisas de las Arterias Coronarias en Seres Humanos

Más allá de los avances recientes en la comprensión de la biología molecular de la aterosclerosis, la enfermedad cardiovascular isquémica todavía constituye la causa principal de muerte en el mundo desarrollado. Los últimos ensayos clínicos realizados en seres humanos mostraron que la inhibición del sistema renina-angiotensina-aldosterona mejora el pronóstico de los pacientes con insuficiencia cardíaca posterior a infarto de miocardio o con riego elevado de presentarlo. Además de los efectos previsibles sobre la presión arterial y los criterios de valoración como la fracción de eyección, estos estudios demostraron un descenso sorprendente y significativo de la angina inestable, infarto de miocardio y la necesidad de revascularización coronaria en aquellos pacientes tratados con inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina o antagonistas de la aldosterona.

La aldosterona es una hormona esteroide que se sintetiza en la corteza adrenal en respuesta al estímulo de la angiotensina II y ejerce funciones como el aumento de la presión arterial -a través de acciones renales electrolíticas- y sobre el control del balance volumétrico. Hasta hace poco, los efectos de los mineralocorticoides en la enfermedad vascular se atribuyeron exclusivamente a los efectos renales mencionados. Sin embargo, la disminución de los eventos isquémicos en los ensayos clínicos realizados con inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina y antagonistas de la aldosterona fue significativamente mayor a la esperada. En los estudios RALES y EPHESUS con los antagonistas aldosterónicos espironolactona y eplerenona, respectivamente, las dosis utilizadas se encontraron por debajo del umbral para provocar efectos renales significativos y se sugirió un mecanismo de protección ejercido por estos compuestos que quizá involucre efectos de la aldosterona en tejidos extrarrenales.

Algunos estudios experimentales sustentan que los mineralocorticoides regulan la función vascular y la proliferación de las células musculares lisas vasculares (VSMC [vascular smooth muscle cell]). a espironolactona puede relajar directamente los anillos aórticos aislados de la rata. La espironolactona y otros inhibidores de la aldosterona inhiben la estimulación de la proliferación de las VSMC con el mitógeno angiotensina II (Ang II). En ratas con hipertensión inducida por aldosterona, la eplerenona disminuye el grosor de los cortes transversales de la carótida.

La aldosterona se une al receptor mineralocorticoideo (MR), un factor de transcripción activado por ligandos. El MR se clonó en 1987 y pertenece a la familia de receptores esteroides que incluyen a los de los estrógenos, progesterona, andrógenos y glucocorticoides. Los receptores de hormonas esteroides se unen a secuencias específicas de ADN (elementos de respuesta) en los promotores de los genes de respuesta a hormonas y reclutan cofactores con dependencia del ligando, con lo cual modulan la expresión de genes.

La aldosterona y el cortisol se fijan al MR humano con la misma afinidad. Aunque las concentraciones plasmáticas de glucocorticoides son de 100 a 1 000 veces más altas que las de la aldosterona, los tejidos que responden a ésta expresan la enzima 11-beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2 (11BHSD2) que inactiva al cortisol y lo convierte en derivados 11-ceto, menos afines al MR. Esta enzima abunda en el riñón, lo que hace que sus células respondan en alto grado a la aldosterona. El déficit o las mutaciones de la 11BHSD2 provocan el síndrome de exceso aparente de mineralocorticoides, trastorno que se manifiesta con hipertensión e hipokalemia.

En este estudio, los autores muestran cómo las VSCM expresan al MR y la 11BHSD2, que los MR vasculares y la enzima son funcionales y que, tanto la aldosterona como la Ang II, pueden activar la transcripción de genes mediada por el MR en las VSMC de las arterias coronarias. También demuestran que la aldosterona activa la transcripción de varios genes endógenos de VSMC relevantes en el aspecto clínico.

Materiales y métodos

La aldosterona, espironolactona, cortisol, FAD286, Ang II, losartán y el ácido glicerretínico se utilizaron con los vehículos de control adecuados. Las VSCM se extrajeron de piezas quirúrgicas y de autopsias, luego inmortalizadas y transformadas con la infección de retrovirus que expresaron proteínas del virus papiloma humano E6 o E7.

El ARN celular total fue aislado de las líneas celulares vasculares para luego someterlo a pruebas de transcripción inversa con la reacción de la cadena de la polimerasa. La expresión de la 11BHSD2 se analizó a través de procedimientos de inmunoelectrotransferencia. Las células inmortalizadas se fijaron y tiñeron con anticuerpos policlonales anti MR.

El adenovirus MMTV-Luc (gen de la luciferasa regulado por el elemento de respuesta a los mineralocorticoides inducible del virus del tumor mamario del ratón) tradujo las VSCM inmortales y primarias.

Las VSCM coronarias humanas se trataron con vehículo o aldosterona de 1 a 24 horas y el ARN total se aisló de 4 experimentos independientes.

Resultados

El ARN total se aisló de los tejidos de aorta y coronarias humanas o de células musculares lisas inmortalizadas de ambos tejidos.

La expresión y localización celular de las proteínas del MR de las VSCM de las arterias coronarias se estudiaron con microscopia de inmunofluorescencia. En ausencia del ligando, la expresión de las proteínas del MR se detectó principalmente en el núcleo de las VSCM, además del citoplasma. Luego de la exposición a la aldosterona, el MR se encontró en forma exclusiva en el núcleo de estas células, lo cual es característico de los receptores que ligan hormonas esteroides.

La aldosterona fue incapaz de activar al gen reporter del elemento de respuesta a los estrógenos (ERE, control). La espironolactona, inhibidor competitivo de la unión del MR, bloqueó la activación del elemento de respuesta al MR (MRE) mediado por la aldosterona en las VSCM en forma dependiente de la dosis, pero sola no tuvo efectos sobre la actividad basal del RE; así, sustentó que la activación del MRE por la aldosterona en las VSCM requiere de la unión de la hormona a los MR endógenos. Estos datos muestran que los MR de las VSCM de las coronarias humanas son funcionales.

Los estudios de inmunoelectrotransferencia confirmaron que las VSCM primarias e inmortalizadas expresan a las proteínas de la 11BHSD2 y su función en las arterias coronarias se analizó a través de su inhibidor, el ácido glicirretínico, y se demostró que las VSCM contienen niveles funcionales de esta enzima que no pueden inactivar al cortisol.

El tratamiento de las VSCM con Ang II resultó en la acumulación del MR exclusivamente en el núcleo. La Ang II activó de manera significativa al gen reporter de la MRE-luciferasa sin efectos sobre el de la ERE-luciferasa (control) de los tejidos primarios e inmortalizados.

La activación de la expresión de genes dependiente de la hormonas en las VSCM primarias ocurrió de manera similar a lo observado en las células inmortalizadas.

El bloqueante de los receptores AT1 -losartán, el cual por sí solo no tuvo efectos sobre la transcripción basal del reporter– inhibió la activación del reporter del MRE por la Ang II. La Ang II actúa localmente a través del receptor AT1 para activar la aldosterona sintetasa (AS).

Se analizó si las VSCM de seres humanos sintetizan aldosterona con 5 procedimientos distintos. El ARNm de las AS no pudo detectarse con la reacción de la cadena de la polimerasa en las células inmortalizadas humanas ni el ARN en estudios de micromatrices. Los experimentos de inmunoelectrotransferencia tampoco pudieron detectar la expresión genética de la AS en VSCM murinas.

La liberación de aldosterona de las VSCM humanas no se probó con radioinmunoensayo, al contrario de lo observado en las células vasculares endoteliales. Por último, el inhibidor de la AS, FAD286, en dosis que inhiben completamente la enzima, no alteró la activación del gen reporter de la MRE-luciferasa.

En conjunto, estos datos muestran que la producción local de aldosterona no es el mecanismo de la activación del MRE mediado por la Ang II en las VSCM coronarias.

La espironolactona -que, cuando se administró sola, no tuvo efectos sobre la activación basal del gen mencionado- suprimió en forma completa la activación transcripcional del reporter del MRE.

Luego se analizaron 2 genes involucrados en el transporte renal de sodio, conocidos porque los regula la aldosterona en las células renales, pero en las VSCM se mostró que el de la ATPasa Na+/H+ lo regula la hormona y no al del canal de sodio epitelial. Sin embargo en estas células, la aldosterona induce muchos genes, como algunos incluidos en la fibrosis vascular, la calcificación y la inflamación.

Discusión

Los datos muestran que las VSCM en seres humanos expresan MR funcionales capaces de promover la transcripción de genes activados por la aldosterona en niveles hormonales fisiológicos (1 nM), que la Ang II activa la transcripción de genes mediada por el MR a través del receptor AT1 y que la aldosterona activa la genes de las VSCM coronarias humanas involucrados en la fibrosis vascular, la inflamación y la calcificación. Respecto de este último punto, se identificaron nuevos genes regulados por la hormona, como los del colágeno tipos I y III, la proteína morfogénica del hueso 2, el receptor de la hormona paratoroidea y la fosfatasa alcalina del hueso, riñón e hígado. Estos genes y sus proteínas ya se conocían por participar de los procesos de calcificación vascular, un proceso clínicamente asociado con el aumento del riesgo de los eventos isquémicos cardíacos. En modelos animales, el antagonismo aldosterónico puede prevenir la inflamación vascular inducida por la aldosterona y la Ang II y muchos genes inflamatorios se indujeron en los estudios de micromatrices como los de la IL-6 (factor quimioatrayente de linfocitos) y la proteína 4 asociada al linfocito T.

En conclusión, comentan los autores, estos y otros genes regulados por la aldosterona quizá desempeñen un papel fundamental en la fisiopatología de la aterosclerosis y la disfunción vascular, lo que destaca la importancia de la especificidad tisular, una acción común de las hormonas esteroides.