Rosiglitazona e Isquemia Miocárdica

• AUTOR : Liu H, Tao L, Ma X
• TITULO ORIGINAL : Rosiglitazone Inhibits Hypercholesterolaemia-Induced Myeloperoxidase Upregulation-A Novel Mechanism for the Cardioprotective Effects of PPAR Agonists
• CITA : Cardiovascular Research 81(2):344-352, Feb 2009
• MICRO : La hipercolesterolemia induce una sobreexpresión de la mieloperoxidasa, lo cual contribuye con el daño miocárdico secundario a isquemia. Los agonistas del receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas inhiben esa respuesta.

Introducción

Si bien se reconoce el papel fundamental que juega la hipercolesterolemia en la aparición del infarto agudo de miocardio (IAM) así como en la progresión del daño secundario a isquemia, no es así respecto del mecanismo de lesión de los miocardiocitos que tiene lugar en el proceso de isquemia/reperfusión (I/R). Los datos provenientes de estudios en animales sugieren que la enzima mieloperoxidasa (MPO), expresada principalmente en los neutrófilos, es un mediador inflamatorio crítico y un factor de riesgo independiente de enfermedad coronaria (EC). Esta enzima estimula la apoptosis y la disfunción endotelial y aumenta la vulnerabilidad de la placa ateromatosa, lo que contribuye con la aparición de IAM. Diversos trabajos han señalado que la MPO es un factor de riesgo principal de isquemia miocárdica y que niveles elevados de esta enzima en los leucocitos pueden aumentar el daño de los miocardiocitos posisquemia. Si bien se han descrito la relación entre la hipercolesterolemia y la inflamación y el papel de la I/R como promotor de una respuesta inflamatoria, aún no se comprende la función de la MPO.

El receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas (PPAR-gamma) es el principal regulador de la adipogénesis y el metabolismo lipídico. Además de aumentar la sensibilidad a la insulina, los agonistas sintéticos del PPAR-gamma como la rosiglitazona (RSG), tienen efectos antiinflamatorios intensos. In vitro reducen la expresión de la molécula de adhesión intercelular 1 (ICAM-1) en las células endoteliales activadas, inhiben la producción de citoquinas proinflamatorias (factor de necrosis tumoral alfa [FNT-alfa], interleuquina 6 [IL-6] e IL-1beta) por parte de los monocitos activados, disminuyen la transcripción de la proteína de quimioatracción de monocitos, y reducen significativamente la inclusión de monocitos/macrófagos en las placas de ateroma. Un trabajo previo de los autores señala que el tratamiento in vivo con RSG disminuye significativamente el daño por I/R en conejos hipercolesterolémicos. Lo que no se ha determinado es si los efectos antiinflamatorios vistos in vitro contribuyen con los efectos cardioprotectores. Otro estudio reciente indicó que los agonistas del PPAR-gamma inhiben notablemente la expresión de la MPO en macrófagos estimulados con factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GMCSF). Nunca se evaluó si un agonista del PPAR-gamma ejerce un efecto similar en la expresión de MPO en neutrófilos in vivo en un modelo patológico como la hipercolesterolemia.

El objetivo de los autores de este artículo fue investigar si la hipercolesterolemia inducida por la dieta estimula la expresión de la MPO; y, de ser así, determinar si ese aumento en la actividad de la MPO contribuye con el daño producido por la I/R en animales hipercolesterolémicos; también determinaron si el tratamiento con RSG disminuye la expresión de la MPO y, por ende, el daño miocárdico posisquémico.

Métodos

Se utilizaron conejos neocelandeses macho que pesaban entre 2 y 2.5 kg y habían recibido alimentos y agua libremente. Se les extrajo sangre para determinar los niveles lipídicos iniciales, el recuento leucocitario y el contenido y actividad de la MPO leucocitaria. Luego fueron asignados a recibir una dieta con contenido normal o alto de colesterol durante 8 semanas. A la tercera semana se realizaron nuevas determinaciones de los niveles de lípidos en sangre, momento a partir del cual se les administró placebo o RSG (3 mg/kg/día) durante las 5 semanas restantes. A las 8 semanas se les provocó un IAM mediante la ligadura de las arterias circunfleja y marginal, la cual se retiró a los 60 minutos, para permitir la reperfusión del tejido isquémico por 4 horas. Luego, el corazón se extirpó y se aisló el área reperfundida (área de riesgo [ADR]) para pruebas bioquímicas de apoptosis. Los conejos con I/R falsa fueron sometidos al mismo procedimiento con la excepción de la ligadura arterial. Antes de los procedimientos quirúrgicos se extrajeron nuevas muestras de sangre periférica (2 ml) que fueron incubadas con 200 UI de heparina sódica. Los neutrófilos fueron aislados y lisados y el contenido de MPO medido por inmunotransferencia (Western blott, WB) y ensayo inmunoenzimático (ELISA); se determinó la actividad de la MPO y de la caspasa-3. Sobre el tejido del ADR, se identificó el área de IAM y se detectó por inmunohistoquímica la expresión de MPO e ICAM-1.

Todos los resultados del análisis se presentan como media ± error estándar de la media (EEM). Se consideró significativo un valor de p < 0.05.

Resultados

La dieta rica en colesterol incrementó significativamente los niveles plasmáticos de colesterol y lipoproteínas de baja densidad

Ocho semanas de dieta rica en colesterol elevó notablemente los niveles plasmáticos de éste (2 549 ± 311 mg/dl frente a 44.8 ± 3.9 mg/dl; p < 0.01) y de lipoproteínas de baja densidad (1 648 ± 158 mg/dl frente a 17.4 ± 2.5 mg/dl; p < 0.01). No hubo diferencias significativas en relación con el perfil lipídico entre los grupos ni al inicio, ni a las 3 o a las 8 semanas. Esto indica que la RSG no logró mejorar los niveles lipídicos en los animales con hipercolesterolemia inducida por dieta, lo que implica que los efectos cardioprotectores del fármaco no se relacionarían con los efectos hipolipemiantes. Ni la dieta rica en colesterol ni el uso de RSG influyeron sobre el recuento leucocitario.

La hipercolesterolemia aumentó significativamente la cantidad y actividad de la MPO leucocitaria

Tanto la hipercolesterolemia como los niveles aumentados de MPO leucocitaria son factores de riesgo reconocidos para cardiopatía isquémica. Estudios anteriores han señalado que los pacientes con hipercolesterolemia presentan una respuesta inflamatoria exacerbada; lo que no se determinó es si la hipercolesterolemia puede estimular la expresión de la MPO. En este ensayo con animales, a las 8 semanas de dieta rica en colesterol se observó un incremento de los niveles de MPO leucocitaria medidos por WB y ELISA, y un aumento de la actividad de la MPO leucocitaria de 6.3 veces respecto del grupo control. Según los autores, esta es la primera vez que se demuestra que la hipercolesterolemia eleva los niveles y la actividad de la MPO leucocitaria.

El tratamiento con RSG inhibió notablemente el aumento de la MPO leucocitaria inducida por hipercolesterolemia

Experiencias anteriores in vitro demostraron que los agonistas del PPAR-gamma regulaban la expresión de la MPO en macrófagos estimulados por GMSCF o por factor estimulante de colonias de macrófagos (MCSF). En este estudio, el uso de RSG no provocó modificaciones en los niveles de MPO en los conejos alimentados con dieta normal; sin embargo, en los alimentados con dieta rica en colesterol se vio una reducción del 60% en el aumento de la MPO leucocitaria inducido por hipercolesterolemia. Esto implica que la RSG es capaz de bloquear el incremento generado por la hipercolesterolemia.

El tratamiento con RSG atenuó el aumento en los niveles y la actividad de la MPO cardíaca producido por I/R, tanto en el grupo con dieta normal como en el grupo con dieta rica en colesterol

En coincidencia con resultados anteriores, la I/R aumentó significativamente los niveles de MPO en el tejido cardíaco del ADR en los conejos con hipercolesterolemia. Este aumento se suprimió con el uso de RSG por 5 semanas. Llamativamente, en los conejos con dieta normal sometidos a I/R también se vio un descenso de la actividad de la MPO con el uso de RSG (aunque no de su cantidad). Esto implica que la RSG puede inhibir la respuesta inflamatoria a la I/R por mecanismos distintos a la reducción de la expresión de MPO. Estudios anteriores señalaron que los agonistas del PPAR-gamma inhiben la expresión de las ICAM-1 en cultivos de células endoteliales. En este trabajo, la I/R aumentó significativamente la expresión de ICAM-1 en los conejos con dieta normal; este incremento casi se suprimió en presencia de RSG. En los conejos con hipercolesterolemia, los aumentos observados en la expresión de ICAM-1 fueron aún mayores, y la RSG logró la misma respuesta. También redujo la presencia de ICAM-1 en la microvasculatura, tanto en los animales con dieta normal como en aquellos con dieta rica en colesterol (p < 0.01 en ambos). Estos datos en conjunto sugieren que la RSG ejerce sus efectos antiinflamatorios mediante diversos mecanismos, entre ellos la inhibición de la expresión de las ICAM-1 inducida por la I/R y el bloqueo de la sobreexpresión de MPO inducida por hipercolesterolemia.

La distribución de la MPO en el tejido cardíaco de I/R

Varios estudios demostraron el aumento en la actividad de la MPO en el tejido miocárdico con I/R, pero dicha actividad se utilizaba como un indicador de la acumulación de neutrófilos. La distribución de la MPO dentro del tejido no se había investigado. En este estudio se observó que la marcación inmunohistoquímica de MPO era escasa en las áreas sin isquemia, pero intensa en aquellas con I/R, no sólo a nivel vascular sino también dentro de los miocardiocitos. Esto indicaría que, además de ser liberada desde los neutrófilos, la MPO es incorporada en las células cardíacas en donde genera lesiones por diversos mecanismos. La intensidad de la inmunomarcación fue superior en los conejos con hipercolesterolemia. El tratamiento con RSG prácticamente suprimió esa inmunomarcación en los conejos con dieta normal y la atenuó significativamente en aquellos con dieta rica en colesterol.

El tratamiento con RSG redujo la apoptosis y disminuyó el tamaño del infarto posisquemia

En concordancia con los resultados anteriores, el tratamiento con RSG atenuó la apoptosis miocárdica definida por la activación de la caspasa-3, tanto en los conejos alimentados con dieta normal como en los hipercolesterolémicos. Además, se observó una reducción significativa en el tamaño del área del infarto. Los autores analizaron la correlación entre la actividad de la MPO cardíaca y la activación de la caspasa-3 en 48 animales (con dieta normal y con dieta rica en colesterol) sometidos a I/R y tratados con RSG, y encontraron que era fuertemente positiva (p < 0.01). Estos resultados señalan que la MPO contribuiría al daño miocárdico posisquémico.

El tratamiento agudo de los conejos con un inhibidor de la MPO redujo significativamente la actividad de la enzima y de la caspasa-3 cardíacas

Aún se desconoce si el aumento en la actividad de la MPO es causa de la activación de la caspasa-3 inducida por la I/R o es una respuesta inflamatoria secundaria a la mayor muerte celular apoptótica. Los autores llevaron a cabo otro experimento para evaluar la presencia de una relación causal entre el aumento de MPO y la activación de caspasa-3. Otros 16 conejos fueron sometidos a I/R, pero 10 minutos antes de la isquemia fueron tratados con un vehículo (sulfóxido de dimetilo [DMSO] 10% en solución amortiguadora de fosfato [PBS] con pH 6.5, 1 ml) o ABAH (hidracida de ácido 4-amino benzoico, un inhibidor específico de la MPO). El tratamiento con ABAH produjo una supresión casi completa de la actividad de la MPO en el tejido con I/R, así como una reducción en la de la caspasa-3. Esto sugiere que la MPO contribuye significativamente a la apoptosis miocárdica posisquémica, ya que el ABAH no interfirió con la actividad de la capsasa-3 en forma directa. Por esto, los agentes como la RSG que inhiben la expresión y distribución de la MPO generan efectos cardioprotectores.

Discusión

Los autores señalan tres hallazgos de este estudio; es la primera vez que se demuestra que la hipercolesterolemia provoca un aumento notable de la cantidad de MPO leucocitaria, lo que sugiere su participación en el daño generado por I/R, ya que exacerba la respuesta inflamatoria. En segundo lugar, se demostró que en el área expuesta a I/R la MPO no sólo se encuentra en el espacio perivascular y extracelular, sino dentro de los miocardiocitos. El tratamiento con un inhibidor de la MPO redujo la activación de la caspasa-3 inducida por I/R, lo que sugiere que la MPO podría intervenir en el daño miocárdico mediante la producción de moléculas tóxicas intracelulares. En tercer lugar, se halló que la RSG disminuye el aumento de MPO en neutrófilos inducido por hipercolesterolemia y reduce su actividad en el tejido sometido a I/R. Los autores subrayan que éste es el primer estudio que evalúa el efecto de un agonista del PPAR-gamma sobre la MPO en un modelo in vivo.

La hipercolesterolemia es un factor de riesgo reconocido para EC e IAM por su efecto deletéreo sobre la función endotelial, y varios estudios han señalado que, si bien genera lesión vascular, el aumento del daño a los miocardiocitos no puede atribuirse sólo a dicha hipercolesterolemia. Esta investigación demostró que 8 semanas de dieta rica en colesterol aumenta la cantidad y la actividad de la MPO leucocitaria, por lo que sería, de acuerdo con los autores, la primera en comprobar que la hipercolesterolemia causa estos efectos, aunque todavía se desconoce el mecanismo. Para ello se necesitarán nuevos trabajos de experimentación, algunos actualmente en marcha. Este estudio demuestra la existencia de una relación entre la hipercolesterolemia y el aumento en la MPO, ambos factores de riesgo para la EC.

La MPO es una hemoproteína que se expresa en los neutrófilos y participa de las respuestas inflamatorias. Existen varios indicios de que los neutrófilos son actores importantes en las lesiones por reperfusión, e intervenciones dirigidas a inhibir su acumulación han demostrado reducir la lesión miocárdica. Los neutrófilos extravasados y activados liberarían MPO al espacio extracelular, la que, al interactuar con el peróxido de hidrógeno (H2O2), también liberado por los neutrófilos, formaría agentes oxidantes contribuyentes a la lesión. Este trabajo señaló la presencia de MPO también dentro de los miocardiocitos del área con I/R, especialmente en los conejos hipercolesterolémicos. Recientemente se ha sugerido que la gravedad de las lesiones inducidas por radicales libres de oxígeno depende de la compartimentalización intracelular de las moléculas oxidantes/antioxidantes, por lo que se cree que el ingreso de la MPO a los miocardiocitos facilitaría su daño, mediante el H2O2 intracelular aumentado por la I/R, iniciando un proceso oxidativo que conduce a la muerte celular. Otros estudios han señalado que la apoptosis inducida por H2O2 y la activación de la caspasa-3 en células leucémicas depende de la MPO; esta apoptosis, sin embargo, no está mediada ni por el H2O2 ni por radicales hidroxilo. Esto, junto con el hecho de que la MPO utilizaría nitritos para generar dióxido de nitrógeno, respalda el concepto de que la enzima elevaría la producción de especies reactivas de nitrógeno estimulando así la apoptosis celular. Los resultados de los autores son congruentes con estos hechos ya que el tratamiento con un inhibidor específico de la MPO redujo significativamente la activación de la caspasa-3.

El otro hallazgo subrayado por los investigadores es que la administración de RSG, un agonista del PPAR-gamma, in vivo logra suprimir la sobreexpresión de la MPO inducida por hipercolesterolemia, y así reducir su actividad en el tejido cardíaco sometido a I/R. Diversos estudios han demostrado que los agonistas del PPAR-gamma bloquean la sobreexpresión de la sintetasa de óxido nítrico (iNOS) inducida por polisacáridos y reduce de este modo la producción de NO; en otros trabajos se observó el bloqueo de la sobreexpresión de gp91phox, componente de la NADPH oxidasa, con el uso de RSG in vivo. Los autores sugieren que el triple bloqueo que ejercerían los agonistas del PPAR-gamma (iNOS, NADPH oxidasa y MPO) indica que sus efectos antiinflamatorios jugarían un papel importante en las acciones cardioprotectoras.

Este trabajo no dilucida el mecanismo por el cual la RSG inhibe la sobreexpresión de MPO inducida por hipercolesterolemia.

Señalan que en este estudio los efectos antiapoptóticos de la RSG no se vieron reflejados en la reducción del tamaño del infarto, como lo informado en otros trabajos. Proponen que tal vez la suma del estrés por I/R se sumó al de la hipercolesterolemia, por lo que algunas células murieron por mecanismos distintos de la apoptosis. Esto será investigado en trabajos futuros.

Los autores concluyen que han demostrado que la hipercolesterolemia, factor de riesgo conocido para EC, induce un aumento de MPO leucocitaria, factor de riesgo para EC recientemente identificado. El tratamiento con RSG, usada en la diabetes tipo 2, prácticamente suprimió esa elevación, redujo la actividad de la MPO en el tejido sometido a I/R así como el grado de lesión miocárdica. La importancia de estos resultados, además de científica por demostrar una relación entre la hipercolesterolemia y la expresión de la MPO, es clínica ya que demuestra los efectos antiinflamatorios de los agonistas del PPAR-gamma, lo que los convertirían en agentes de elección para los pacientes con cardiopatía isquémica y múltiples factores de riesgo como hipercolesterolemia y diabetes.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología - Clínica Médica