Mecanismos Implicados en la Mejoría de la Función de Barrera de la Célula Endotelial Inducida por Adenosín Trifosfato

• AUTOR : Kolosova IA, Mirzapoiazova T, Adyshev D y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Signaling Pathways Involved in Adenosine Triphosphate-Induced Endothelial Cell Barrier Enhancement
• CITA : Circulation Research 97(2):115-124, Jul 2005
• MICRO : Investigación sobre los posibles mecanismos responsables de la mejoría de la función de barrera de las células endoteliales inducida por adenosín trifosfato. El endotelio como objetivo terapéutico potencial para agonistas basados en las purinas.

Introducción

Las investigaciones actuales informan que el adenosín trifosfato (ATP) y otras purinas mejorarían la función de barrera de las células endoteliales (CE) y disminuirían la permeabilidad transendotelial. El ATP puede ser liberado al torrente circulatorio por las plaquetas y los glóbulos rojos; además, el endotelio es una fuente de esta molécula, debido a que libera esta sustancia a través de la membrana apical.

En este estudio, los autores investigaron los mecanismos por los cuales el ATP extracelular mejora la función de barrera de las CE mediante la utilización de una combinación de enfoques farmacológicos y moleculares.

Material y métodos

Se utilizaron arterias pulmonares humanas y bovinas y CE de la microvasculatura pulmonar humana. Los autores aclaran que la fuente de reactivos y los detalles de los procedimientos los suministra en extenso la sección materiales y métodos del suplemento online disponible en http://circres.ahajournals.org.

Resultados

El ATP aumentó la resistencia eléctrica transendotelial (RET) de la monocapa de las CE pulmonares en forma concentración-dependiente. El ADP, otro agonista no selectivo del receptor P2 y el análogo estable de ATP, ATP-y-S y el 2-MeS-ATP también incrementaron la RET. El AMP-CCP, más específico para los receptores P2X1 y P2X3, fue completamente inactivo.

Los estudios con inmunofluorescencia revelaron cambios en los enlaces proteicos célula-célula luego del tratamiento con ATP y éste indujo un aumento significativo en la superficie de las interfases célula-célula como un porcentaje del área de superficie celular total. También el tratamiento con ATP produjo una distribución más regular, gruesa y continua de la distribuciones de la zónula oclcudens-1 (ZO-1), lo que sugeriría una disminución de la permeabilidad de la barrera. En este estudio, la mejoría en la función de barrera del endotelio y de las uniones celulares fue independiente de la concentración de calcio intracelular.

En este sistema tiempo dependiente, la fosforilación Erk se produjo luego de la estimulación con ATP. El pretratamiento de las CE de las arterias pulmonares con UO126 suprimió en forma completa la fosforilación inducida por ATP. Esto sugiere una ausencia de relación funcional entre la fosforilación Erk y el aumento de la función de barrera luego de la estimulación con ATP. Las proteínas Gi/Go mediarían la respuesta al ATP en la mejoría de la función de barrera. Por su parte, al efecto del ATP no lo mediarían los receptores de la adenosina. La activación de la proteinquinasa A (PKA), a través de un mecanismo independiente del AMPc, fue un componente necesario de la mejoría de la barrera inducido por ATP.

La fosfoproteína estimulada por vasodilatador (VASP [vasodilator-stimulated phosphoprotein]) serviría como regulador negativo de la función de barrera y su fosforilación, luego de la exposición al ATP, eliminó esta propiedad, lo que resulta en una mejoría en la barrera de las CE.

Se ha informado previamente que la disminución inducida por ATP en el flujo transendotelial de albúmina se relaciona con la fosforilación disminuida de la cadena liviana de la miosina. En esta investigación, el tratamiento con ATP tuvo un efecto bifásico con una estimulación inicial de la fosforilación de la cadena liviana de la miosina (a los 5 minutos) seguida de una inhibición (a los 30 minutos) y un retorno a los valores basales a la hora.

La fosfatasa de la cadena liviana de la miosina cumple una función importante en la mejoría de la barrera inducida por ATP. Además, existe una clara asociación entre la activación de esta fosfatasa inducida por ATP y las proteínas G.

Discusión

La respuesta inflamatoria del endotelio pulmonar incluye un aumento de la permeabilidad transendotelial, que lleva a una extravasación de fluidos y células sanguíneas, lo que resulta en edema pulmonar. Los mediadores inflamatorios actúan vía proteína G-receptor y producen un aumento en la permeabilidad endotelial al incrementar las concentraciones de calcio intracelular.

Según los autores, en este estudio se mostró que el ATP extracelular, a pesar de inducir un incremento en el calcio extracelular, actúa como protector potente de la barrera sobre las CE derivadas de diferentes tipos de células vasculares pulmonares. El ATP induce un incremento en la RET y un reordenamiento de VE-caderin y ZO-1, lo que sugiere un contacto más estrecho entre las células. Debido a que el ATP se hidroliza en minutos en la superficie de la CE, lo que produce ADP y adenosina, es posible que ambos sistemas purinérgicos (P1 y P2) se involucren en la mejoría de la barrera endotelial inducida por ATP. Como los análogos del ATP también reparan la función de la barrera endotelial y un antagonista de los receptores de la adenosina -la fenilteofilina- no inhibe el efecto protector de la barrera del ATP, es evidente que el ATP dispara en forma directa los mecanismos protectores de barrera vía receptores P2.

Los expertos comentan que este estudio confirma que la propiedad protectora de barrera del ATP no se relaciona con la concentración de calcio intracelular y que la activación de Erk inducida por ATP no desempeña una función importante en el mejoramiento de la barrera.

Las funciones inducidas por el ATP sobre la barrera endotelial ocurren vía proteína G. Además, agregan que la activación de la proteína Galfa12 por ATP puede contribuir en forma negativa a la RET en células controles, mientras la depleción de Galfa12 elimina este efecto negativo y, en consecuencia, se potencia el efecto del ATP. Este no produjo una elevación del AMPc pero incrementó la actividad de la PKA (esta activación independiente del AMPc ha sido descrita recientemente).

Se ha demostrado que la fosforilación de la VASP dependiente de PKA actúa como un regulador negativo de la dinámica de la actina. Además, la VASP podría participar en el mantenimiento de la permeabilidad de los canales paracelulares, actuando como un regulador negativo de la función de barrera.

En primer lugar, según los autores, el ATP extracelular dispara la fosforilación de la VASP dependiente de PKA, lo cual ocurre en paralelo con un aumento en la RET, que sugiere que la VASP no fosforilada es un regulador negativo de la función de barrera y su fosforilación disminuye ese efecto negativo. En segundo lugar, la depleción de VASP también elimina el efecto negativo y fortalece la barrera; por lo tanto, tanto la VASP fosforilada como la depleción se asocian con mejoría de la barrera endotelial, lo que implica una función reguladora negativa de la VASP no fosforilada.

Conclusiones

Este estudio presenta un intento para clarificar algunos de los mecanismos involucrados en la mejoría de la función de barrera de las CE inducida por ATP. Sus efectos beneficiosos en esta función sugieren que el endotelio es un potencial objetivo terapéutico para agonistas basados en las purinas. Más estudios que utilicen pulmón aislado y modelos animales deberían clarificar la posible utilización de tales agonistas en el tratamiento de la lesión pulmonar aguda.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica