Demuestran la Relevancia de la Óxido Nítrico Sintasa Endotelial de la Médula Ósea en la Regulación del Remodelado Cardíaco

• AUTOR : Kazakov A, Müller P, Laufs U y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Endothelial Nitric Oxide Synthase of the Bone Marrow Regulates Myocardial Hypertrophy, Fibrosis, and Angiogenesis
• CITA : Cardiovascular Research 93(1):397-405, Ene 2012
• MICRO : La médula ósea participa de la regulación del remodelado miocárdico. La óxido nítrico sintasa endotelial presente en ese tejido es un regulador de la angiogénesis y la fibrosis en el contexto de la hipertrofia cardíaca secundaria a la sobrecarga de presión.

Introducción

La carga sostenida de presión se describe en afecciones como la hipertensión o la estenosis valvular aórtica y se vincula con el remodelado cardíaco que conduce a la insuficiencia cardíaca. En este contexto, los cambios estructurales y funcionales de la microcirculación coronaria son factores relevantes en términos de la hipertrofia y fibrosis cardíaca que se asocian con la sobrecarga de presión.

Se ha informado que las células progenitoras endoteliales (CPE) circulantes derivadas de la médula ósea contribuyen a los procesos de angiogénesis. Las CPE se movilizan en función de diversos estímulos como el ejercicio físico, la reducción del peso corporal, las hormonas, los factores de crecimiento promotores de la angiogénesis y algunos fármacos. Se sugiere que tanto los procesos de reparación del miocardio como la angiogénesis mediada por las CPE dependen de la producción de óxido nítrico (NO) por acción de la NO sintasa endotelial (ENOS). No obstante, no se ha definido si la ENOS de la médula ósea o de los tejidos extramedulares resulta relevante para la modificación del remodelado cardíaco y la formación de capilares en el marco del incremento de la poscarga.

En el presente análisis, se presentan los resultados de una evaluación el papel de la ENOS en la médula ósea y el miocardio en relación con la regulación de la hipertrofia miocárdica en un modelo de aumento de la poscarga.

Métodos

Se seleccionaron ratones macho homocigotos ENOS-/- que fueron mantenidos bajo condiciones habituales de laboratorio. Bajo anestesia, se procedió a la constricción aórtica por ligadura quirúrgica, con una operación sin este procedimiento en los animales de control. Después de cinco semanas de observación, se procedió a la colocación de un catéter para la determinación de las presiones del ventrículo izquierdo (VI), con posterior eutanasia para exéresis cardíaca y obtención de muestras séricas y de médula ósea.

Por otra parte, en sendas cohortes de roedores de control, así como en ejemplares de la cepa C57BI/6-Tg(ACTbEGF-P)1Osb (los cuales expresaban proteína fluorescente verde) y en otros animales ENOS-/-, se procedió al sacrificio bajo anestesia para extracción de la médula ósea. El material obtenido fue trasplantado a una cohorte de roedores sometidos en forma previa a una dosis letal de radiación. Para controlar la reconstitución de la médula ósea en las distintas cohortes de animales, se sacrificaron tres ejemplares por grupo a las cuatro semanas para la realización de una evaluación histológica del tejido medular.

Las muestras de sangre y médula ósea se analizaron para evaluar la presencia del antígeno de células madre tipo 1 y el receptor del factor de crecimiento vascular endotelial tipo 2. Asimismo, se cultivaron células mononucleares esplénicas en medios específicos para definir su capacidad migratoria. Del mismo modo, se evaluó la morfometría del tejido cardíaco mediante pruebas de inmunohistoquímica, con estimación del recuento de capilares y el perfil de los cardiomiocitos, entre otros parámetros. Los datos reunidos se procesaron con pruebas estadísticas específicas.

Resultados

Los roedores ENOS-/- presentaban mayor presión arterial, así como un incremento de la presión sistólica del VI y de la presión de fin de diástole (PFDVI). Aunque la constricción aórtica se asoció con un aumento de estos parámetros en los animales ENOS-/- y en los ejemplares de control, estos efectos fueron más acentuados en la cepa de ratones ENOS-/-. En comparación con los animales de control, los roedores ENOS-/- se caracterizaron por niveles significativamente mayores de fibrosis cardíaca. Se advirtió que la constricción aórtica motivó un aumento acentuado del recuento de cardiomiocitos y otros tipos celulares que se encontraban en el ciclo celular, definido por la mayor expresión del marcador Ki67. No se reconocieron diferencias en las cantidades de células endoteliales o fibroblastos positivos para Ki67 en las muestras de VI de los animales de control o en aquellos ENOS-/-.

Asimismo, la constricción aórtica se correlacionó con un incremento en el recuento de CPE, tanto en sangre periférica como en la médula ósea de los roedores de control. En cambio, este procedimiento quirúrgico no se asoció con una regulación en aumento de las CPE en la médula ósea o las muestras de sangre en los animales ENOS-/-. En coincidencia, en los modelos in vitro, las CPE de estos roedores ENOS-/- se caracterizaban por una reducción destacada de su capacidad de migración. Aunque la constricción aórtica redujo la capacidad migratoria de estas células en los ejemplares de control, este efecto no fue significativo.

Por otra parte, en los grupos de roedores de control y ENOS-/- que fueron trasplantados con médula ósea de animales normales o sin expresión de ENOS, se procedió a la distribución aleatoria para efectuar una constricción aórtica o un procedimiento quirúrgico sin esta alteración. Los cambios en las presiones inducidos por la constricción se observaron en todos los grupos. No obstante, el trasplante de médula ósea obtenida de animales ENOS-/- se asoció con un incremento del cociente entre el peso pulmonar y la longitud de la tibia en los animales con constricción aórtica, definido como un biomarcador de insuficiencia cardíaca. Del mismo modo, los ratones que recibieron la médula ósea de ejemplares ENOS-/- presentaron mayor hipertrofia cardíaca en comparación con los restantes animales sometidos a constricción aórtica. Además, todos los roedores trasplantados experimentaron fibrosis cardíaca, si bien aquellos ratones que recibieron médula ósea ENOS-/- se caracterizaron por un aumento más acentuado. Como contrapartida, el trasplante de médula ósea de ratones de control a los especímenes ENOS-/- se vinculó con una destacada reducción de la fibrosis cardíaca en el marco de la cirugía efectuada sin constricción aórtica. En conjunto, los autores postulan la importancia de la ENOS de las células de la médula ósea en relación con la fibrosis cardíaca. Se reconoció ausencia de diferencias significativas entre los grupos en términos de la proporción de cardiomiocitos y otros tipos celulares en etapa de proliferación.

En otro orden, los roedores ENOS-/- que recibieron médula ósea de ejemplares normales presentaron un aumento destacado en el recuento de CPE, tanto en muestras de sangre como en la médula ósea. La constricción aórtica se vinculó con el incremento de este tipo celular en todos los ejemplares, con la excepción de aquellos especímenes con deficiencia de ENOS. Además, el trasplante de médula ósea normal en roedores ENOS-/- redujo en forma significativa la presencia de nuevos capilares en el VI en los animales operados con constricción aórtica o sin ella, en comparación con los roedores ENOS-/- que recibieron médula ósea sin expresión de esta enzima.

Discusión

Los expertos destacan la importancia de la ENOS de la médula ósea en el remodelado cardíaco en circunstancias de incremento de la poscarga. La sobrecarga de presión inducida por la constricción aórtica se vinculó con una regulación en aumento del recuento de CPE tanto en sangre periférica como en la médula ósea, lo cual no se describió en los animales ENOS-/-. Asimismo, la capacidad migratoria de las CPE ere menor en estos ejemplares. La ausencia de expresión de la ENOS desencadenó mayores niveles de hipertrofia cardíaca y fibrosis después de la constricción aórtica, con reducción de la aparición de capilares miocárdicos. Sin embargo, los roedores ENOS-/- que recibieron médula ósea de animales normales se caracterizaron por menor fibrosis, mejor formación de capilares e incremento del recuento y de la capacidad migratoria de la CPE. Estos resultados coinciden con los datos de modelos previos, en los cuales se hizo hincapié en la relevancia de la ENOS para la angiogénesis mediada por las CPE.

En este modelo, la ligadura aórtica provocó la elevación significativa de la presión sistólica del VI y de la PFDVI con predominio de los animales ENOS-/-. Este procedimiento quirúrgico se asoció con hipertrofia del miocardio y los cardiomiocitos, así como con mayor fibrosis cardíaca y estimulación de la proliferación celular. Aunque la ausencia de expresión de la ENOS no aumento la cantidad de células en etapa de proliferación en este modelo de sobrecarga de presión del VI, esta alteración enzimática se correlacionó con un acentuado incremento de la fibrosis miocárdica. Asimismo, la reducción de la aparición de capilares en los roedores ENOS-/- se atribuyó a un incremento de los efectos antagonistas de la angiogénesis de la deficiencia de ENOS por parte de la radiación ionizante aplicada sobre los animales de experimentación. Se advirtió que el trasplante de médula ósea de animales normales redujo este efecto sobre el remodelado cardíaco, con aumento paralelo de la angiogénesis y del recuento de CPE en la médula ósea de los animales trasplantados.

Se hace hincapié en que los beneficios de la ENOS durante el remodelado cardíaco no parecen depender sólo de la disponibilidad de la enzima en el sistema cardiovascular, sino también de su actividad intacta en la médula ósea. Se reconoce la potencial importancia de estos hallazgos en el marco de las intervenciones que elevan la actividad de la ENOS, como el ejercicio físico.

Conclusiones

La médula ósea participa en la regulación del remodelado miocárdico. La ENOS presente en ese tejido es un regulador de la angiogénesis y la fibrosis en el contexto de la hipertrofia cardíaca secundaria a la sobrecarga de presión. Estos datos podrían motivar el diseño de estrategias terapéuticas dirigidas a la reducción de la hipertrofia, el incremento de la formación de capilares cardíacos y la potencial demora en la transición hacia un remodelado patológico.

Ref : CARDIO.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología