El Factor de Necrosis Tumoral Alfa es Importante para el Poscondicionamiento Isquémico

• AUTOR : Lacerda L, Somers S, Opie L, Lecour S
• TITULO ORIGINAL : Ischaemic Postconditioning Protects Against Reperfusion Injury Via the SAFE Pathway
• CITA : Cardiovascular Research 84(2):201-208, Nov 2009
• MICRO : Para que el poscondicionamiento isquémico pueda llevarse a cabo, es necesaria la activación de la vía SAFE junto con la del factor de necrosis tumoral alfa. Sin embargo, otra vía independiente de la anterior, la RISK, se activa utilizando otros mensajeros intracelulares.

Introducción

La reperfusión precoz es el tratamiento ideal ante la presencia de una obstrucción coronaria aguda. Sin embargo, tras la reperfusión puede producirse daño celular mediante la activación de cascadas de señalización intracelular. Una manera de limitar la injuria por reperfusión es suprimir la activación de dichas vías de señalización utilizando el poscondicionamiento isquémico (PosCI), es decir, breves episodios de isquemia/reperfusión aplicados al inicio de la terapia de reperfusión. Diversos autores consideran que el PosCI protege a través de la activación de la vía Reperfusion Injury Salvage Kinases (RISK). Dicha vía comprende la activación de las quinasas Akt y la quinasa 1/2 extracelular regulada (Erk 1/2). Sin embargo, recientemente se demostró que existen otras vías protectoras durante el PosCI, ya que la activación de la vía RISK puede no llevarse a cabo.

Se sabe que la activación de la vía Survivor Activating Factor Enhancement (SAFE) es distinta de la vía RISK, y tiene una acción protectora durante el precondicionamiento isquémico. Durante la activación de la vía SAFE se activan, además, el factor de necrosis tumoral alfa (FNT-alfa) y el transductor de la señal del factor de transcripción y activador de la transcripción-3 (STAT-3).

La activación del FNT-alfa durante la reperfusión contribuye con la disfunción cardíaca y con la apoptosis. El efecto protector del precondicionamiento isquémico se puede atribuir parcialmente a la reducción de los niveles miocárdicos de FNT-alfa. Sin embargo, el FNT-alfa puede tener efectos adaptativos según su concentración (en bajas concentraciones es cardioprotector y en altas es nocivo), y según el receptor al que se une podría tener un efecto adverso (unión al receptor-1) o cardioprotector (unión al receptor-2).

Los autores trataron de determinar si la señalización a través del receptor-2 del FNT-alfa (FNTR2) está involucrada en el papel protector del PosCI, y si dicha señalización confiere protección por la activación de la vía SAFE más que por la activación de la vía RISK. Para el estudio utilizaron un modelo de corazón aislado de ratones salvajes (WT) y de tres tipos de ratones transgénicos, FNT knockout (FNT-/-), receptor-1 de FNT knockout (FNTR1-/-) y receptor-2 de FNT knockout (FNTR2-/-), con el fin de demostrar que la unión del FNT-alfa a su receptor-2 durante el PosCI es necesaria para la protección. Además, los inhibidores farmacológicos de la proteína quinasa y los ratones deficientes en el factor de transcripción STAT-3 en sus miocardiocitos se usaron para demostrar que, en el contexto del PosCI, el FNT-alfa confiere su efecto protector a través del factor de transcripción STAT-3 en vez de las proteínas quinasas Akt y Erk.

Métodos

Los corazones aislados fueron sometidos a 20 min de estabilización, seguidos de 35 min de isquemia global y 45 min de reperfusión. Al inicio de esta última, se comenzó el PosCI mediante 6 ciclos alternantes de 10 s de reperfusión y 10 s de isquemia.

Luego de realizado el poscondicionamiento se analizaron las distintas proteínas nucleares y citosólicas mediante la técnica de Western blot.

En el análisis estadístico se utilizó ANOVA para comparar distintos grupos y se consideró un valor de p < 0.05 como significativo.

Resultados

El FNT-alfa es necesario en el PosCI

Los autores compararon el tamaño del infarto en los ratones FNT-WT frente a aquellos FNT-/- y observaron que el PosCI en los animales FNT-WT se redujo el tamaño del infarto del 52 ± 3% en el grupo isquémico control al 18 ± 2% en el grupo PosCI (p < 0.05).

El FNT-alfa puede simular el PosCI en ratones FNT-WT, pero no en ratones FNT-/-

El poscondicionamiento farmacológico al inicio de la reperfusión con 6 ciclos alternantes de 10 s de reperfusión sin FNT-alfa y 10 s de reperfusión con 0.5 microg/l de FNT-alfa redujo de manera significativa el tamaño del infarto en ratones FNT-WT en comparación con el grupo isquémico tomado como control (p < 0.05). Por el contrario, el protocolo FNT con poscondicionamiento no pudo reducir el tamaño del infarto en los ratones FNT-/-.

Los ratones FNTR1-/-, pero no los FNTR2-/- pueden realizar poscondicionamiento

Los corazones isquémicos del grupo control de los ratones FNTR1-/- y los ratones FNTR2-/- presentaron un tamaño del infarto del 42 ± 3% y del 42 ± 2%, respectivamente. El protocolo que utilizó el PosCI redujo el tamaño del infarto en los ratones FNTR1-/- (p < 0.05), pero no pudo proteger el corazón de los ratones FNTR2-/-.

La inhibición de STAT-3, pero no de Akt o Erk, suprime el efecto protector del poscondicionamiento farmacológico con FNT-alfa

La inhibición de las vías de señalización mediadas por Akt o Erk1/2 no alteró el efecto protector del FNT-alfa en el poscondicionamiento (p < 0.05), mientras que la inhibición de la vía de la quinasa JAK/STAT redujo parcialmente el efecto protector del PosCI (p < 0.05) y suprimió por completo el efecto del PosCI (p = ns).

El FNT-alfa no pudo imitar el PosCI en los ratones STAT-3-/-

El tamaño del infarto en los ratones STAT-3-WT comparado con el grupo isquémico control disminuyó de manera significativa mediante el poscondicionamiento farmacológico con 6 ciclos alternados de 10 s de reperfusión sin FNT-alfa y 10 s de reperfusión con 0.5 microg/l de FNT-alfa. Por el contrario, los ratones STAT-3-/- no presentaron poscondicionamiento con FNT-alfa.

Concentraciones de STAT-3, Akt, Erk1/2 y GSK-3 en ratones WT y FNT-/-

Los autores examinaron las concentraciones dentro de la fracción nuclear de STAT-3, Akt, Erk1/2 y GSK-3 durante los primeros 15 minutos de la reperfusión luego del PosCI con FNT-alfa o sin él. Observaron un aumento de STAT-3, GSK-3 y Erk1/2 luego del poscondicionamiento en presencia de FNT-alfa en ratones FNT-WT. Sin embargo, los niveles de Akt disminuyeron luego del poscondicionamiento en presencia de FNT.

Discusión

Los autores determinaron que, durante la reperfusión, el FNT-alfa tanto endógeno como exógeno, utiliza una nueva vía protectora en el PosCI, diferente de la vía RISK. Arribaron a esta conclusión tras observar que 6 episodios de PosCI, realizados con ciclos alternantes de reperfusión e isquemia en ratones carentes de FNT no fueron protectores contra el daño provocado por isquemia-reperfusión. Debido a que los ratones FNTR1-/- y no los ratones FNTR2-/- pudieron realizar PosCI, concluyeron que la activación del receptor-2 para FNT está implicado en el efecto protector del poscondicionamiento. El PosCI no fue posible en corazones de tipo STAT-3-/-. Así, el PosCI pudo realizarse a través de la activación del FNT-alfa y STAT-3, dos componentes claves de la vía SAFE.

Papel cardioprotector del FNT-alfa

Los resultados del estudio demuestran que la administración de FNT-alfa inmediatamente antes de la reperfusión confiere protección a los corazones aislados. Los autores recuerdan que mediante modelos de reperfusión en animales se ha comprobado recientemente la existencia de un patrón de liberación bifásico de FNT-alfa. Esto sugiere que la protección podría provenir de una liberación limitada de dicho factor durante los primeros minutos de la reperfusión (2 a 10 min). Esta pequeña cantidad inicial de FNT-alfa es eliminada, para ser luego reemplazada por una cantidad más abundante en los estadios siguientes de la reperfusión. Se ha postulado que este último aumento del FNT-alfa podría ser el responsable del efecto deletéreo. Los autores destacan el hecho de que este estudio demuestra por primera vez en un modelo experimental de corazón aislado, que tanto en el PosCI como en el poscondicionamiento con FNT, la unión del FNT-alfa al FNTR2 en etapas tempranas de la reperfusión es crucial para la protección.

La inesperada observación de que el poscondicionamiento de ratones FNT-/- no alcanzó a proteger al corazón sugiere que en estos animales las vías de señalización ubicadas corriente abajo del FNT-alfa podrían estar disminuidas.

El FNT-alfa activa la vía SAFE, más que la vía RISK

Los experimentos realizados en modelos con ratones demostraron que el poscondicionamiento farmacológico con FNT-alfa es independiente de la vía RISK. Por el contrario, el efecto protector tanto del PosCI como del poscondicionamiento farmacológico con FNT-alfa se suprime al inhibir la vía de la quinasa JAK/STAT. Además, ni la isquemia ni el poscondicionamiento farmacológico con FNT-alfa pudieron proteger a los ratones carentes de STAT-3.

Los resultados obtenidos en este trabajo sugieren la existencia de una nueva vía protectora alternativa durante la reperfusión en el PosCI. Esta vía se denomina vía SAFE y depende de la activación tanto del FNT-alfa como del STAT-3.

Así, los autores demostraron que tanto la inhibición de la vía SAFE como de la vía RISK conducen a la supresión del efecto reductor del infarto en el precondicionamiento y en el poscondicionamiento. Además, señalan, es posible que exista una interacción compleja entre dichas vías, aunque, para comprobarlo, se necesitan más estudios.

Posibles blancos corriente abajo de la vía SAFE

Los expertos trataron de establecer si la proteína GSK-3 podía ser un blanco común de las vías SAFE y RISK. A pesar de que los resultados obtenidos determinaron que la inactivación de GSK-3 no es esencial para el efecto protector del PosCI, los datos al respecto aún no son concluyentes.

Otros posibles blancos corriente abajo adicionales de la vía SAFE incluyen la fosforilación de la proteína proapoptótica Bad y la inactivación del NFk B.

Otras vías alternativas que actúan en el poscondicionamiento

Es probable que las vías SAFE y RISK se activen paralelamente con otras vías durante el PosCI. Por ejemplo, otros autores propusieron que los esfingolípidos podrían formar parte de una vía que se activa durante el PosCI. Todavía resta confirmar la existencia de una vía alternativa mediada por la esfingosina-1-fosfato.

Limitaciones del estudio

Los expertos señalan que la utilización de un corazón aislado no considera la activación leucocitaria intracoronaria, la cual podría resultar en un efecto deletéreo del FNT-alfa durante la isquemia miocárdica. Por esta razón, destacan que es necesario validar los resultados descritos in vivo.

Otra limitación del estudio es el uso de inhibidores inespecíficos, los que pueden indicar qué vía está inhibida pero no en qué sitio exacto de dicha vía ocurre la inhibición.

Conclusión

Los autores concluyen que la activación de la vía SAFE, representada por la actividad del FNT-alfa y del STAT-3, es necesaria tanto para el precondicionamiento como para el PosCI. La participación especial del FNT2R sugiere que esta vía protectora está ligada a dicho receptor. Los resultados de este trabajo en su conjunto destacan la importancia de las vías independientes de la vía RISK en la protección cardíaca al momento de la reperfusión, lo cual podría tener una potencial aplicación terapéutica en la mitigación de la lesión por reperfusión.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología