Utilización de Parches con Eritropoyetina en la Reparación Cardíaca Posinfarto

• AUTOR : Kobayashi H, Minatoguchi S, Fujiwara H y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Post-Infarct Treatment with an Erythropoietin-gelatin Hydrogel Drug Delivery System for Cardiac Repair
• CITA : Cardiovascular Research 79(4):611-620, Sep 2008
• MICRO : La reparación miocárdica posinfarto con eritropoyetina, ya demostrada en los animales, podría llegar a utilizarse en pacientes sometidos a cirugía de revascularización miocárdica por isquemia grave.

Introducción

La eritropoyetina (EPO) estimula la proliferación de precursores eritroides y la diferenciación de la línea eritroide sanguínea. Su forma recombinante se utiliza con frecuencia en la práctica clínica para el tratamiento de las anemias relacionadas con la enfermedad renal terminal. Algunos estudios recientes han sugerido que también ejerce efectos cardioprotectores en pacientes con infarto agudo de miocardio (IAM). Sin embargo, cuando se la administra en forma sistémica, se requieren dosis elevadas, que suelen provocar policitemia y aumentar el riesgo de eventos tromboembólicos. Por ese motivo, se busca encontrar una forma de administración menos riesgosa.

En este estudio se presenta un parche de hidrogel con EPO, que puede administrarse sin que se produzca policitemia. Los objetivos de este ensayo fueron determinar si el tratamiento posinfarto con un parche de hidrogel con EPO logra reducir el tamaño del infarto y mejorar la función y la remodelación del ventrículo izquierdo, y analizar los mecanismos moleculares que subyacen en los efectos beneficiosos de la EPO.

Materiales y métodos

Se utilizaron 120 conejos que fueron colocados bajo efectos de sedoanalgesia y se les provocó isquemia miocárdica durante 30 minutos de manera quirúrgica, mediante la obstrucción del flujo de la arteria coronaria principal. Luego se los aleatorizó en distintos grupos: el primero (n = 30) recibió 1 500 UI/kg de EPO recombinante humana en forma sistémica (subcutánea) una vez por día durante 5 días consecutivos. El otro grupo (n = 30) recibió placebo (solución salina) en forma subcutánea. Al tercer grupo se le aplicó el parche con 1 500 UI/kg de EPO sobre la superficie cardíaca. Un cuarto grupo recibió un parche de hidrogel sin el principio activo. Diez conejos de cada grupo fueron sacrificados en los días 2, 14 y 60 posteriores al IAM.

Se realizaron ecocardiogramas en los días 14 y 60 y se registraron los valores de diámetro diastólico, diámetro sistólico, fracción de acortamiento y fracción de eyección. También se midió la presión arterial y la frecuencia cardíaca mediante el cateterismo de la carótida. Para medir el área lesionada, se sometió a los corazones de los conejos sacrificados a diferentes técnicas anatomopatológicas, mediante las que se realizaron distintos cortes histológicos, y se calculó el área lesionada mediante un complejo cálculo matemático. Se midió la cantidad de EPO en el tejido cardíaco en las áreas lesionadas y no lesionadas, así como las concentraciones séricas después de 24 horas de la administración de la EPO. Catorce días antes y después del IAM se extrajeron muestras de sangre para hemograma.

En el día 14 posinfarto, se realizaron análisis de inmunohistoquímica y western-blot y se probaron las proteínas con múltiples anticuerpos, entre ellos, los anticuerpos contra el receptor de EPO (AARE), contra el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), con diversos anticuerpos de ratón que producen reacciones cruzadas con tejidos de conejo. Las diferencias entre los grupos se determinaron por ANOVA con corrección de Bonferroni. Se consideraron significativos valores de p < 0.05.

Resultados

Los niveles de EPO observados en el tejido cardíaco lesionado y no lesionado y en plasma fueron distintos según el grupo analizado. Para los grupos que recibieron la EPO subcutánea o el parche sin EPO, la concentración en el corazón fue menor de 0.08 mUI/mg analizando tanto el área infartada como el área sana. Para los que recibieron el parche con EPO, la concentración fue de 371 ± 182.4 en el área infartada y de 4.4 ± 3.6 en el área sana. La concentración sérica fue de 255 ± 68.9 mUI/mg en el grupo que recibió EPO sistémica, de 99.6 ± 5.7 mUI/mg en los que recibieron el parche con placebo y de 155 ± 101.9 mUI/mg en los que asignados al parche con EPO.

Los diámetros cardíacos medidos por ecocardiografía a los 14 y 60 días fueron significativamente menores, y se observó un aumento en los valores de fracción de eyección, fracción de acortamiento en el grupo que recibió el parche con EPO con respecto a los demás grupos (p < 0.05 para todas las comparaciones).

No se encontraron diferencias significativas con respecto al recuento de leucocitos y plaquetas entre el inicio y los 14 días entre los cuatro grupos. Sin embargo, el número de eritrocitos y el hematocrito se incrementaron en forma significativa en el grupo que recibió EPO subcutánea, pero no en los demás grupos.

El tamaño del infarto se redujo significativamente a los 14 días en el grupo que recibió el parche con EPO con respecto a los grupos restantes, y esta diferencia significativa se mantuvo en el análisis a 60 días (p < 0.05 para todas las comparaciones). En cambio, no hubo reducción significativa a los 2 días posteriores al IAM.

Las áreas fibróticas detectadas a los 14 días por medio de tinciones histológicas fueron significativamente menores en los que recibieron el parche con EPO (p < 0.05).

El análisis de tipo western-blot mostró que la expresión de AARE fue mucho mayor en el grupo que recibió el parche con EPO; también se encontró un aumento significativo en la expresión de varios mediadores de la señalización de los receptores de EPO en las células cardíacas (Akt, GSK-3 beta, ERK, Stat-3, en sus formas fosforiladas activadas, ProMMP-1, VEGF y Bcl-2 entre otros), con respecto al resto de los grupos en los 2 días posteriores al IAM. A los 14 días hubo un aumento de la expresión de AARE, Akt, ERK y prometaloproteinasa de matriz 1 (ProMMP-1).

Por inmunohistoquímica se observó una mayor densidad de vasos de la microcirculación CD31-positivos en la cercanía de la zona infartada en los corazones de los animales que recibieron el parche con EPO.

Discusión

El estudio demostró que la utilización de parches con EPO reduce el tamaño del infarto, evita la remodelación y mejora la función ventricular, sin el agregado de efectos adversos como policitemia, al activar señales de supervivencia celulares y generar efectos antifibróticos y angiogénicos.

En algunos trabajos previos, señalan los autores, se observó que el tratamiento con EPO después de la isquemia tiene un efecto cardioprotector, demostrado por la reducción del tamaño del infarto en ratas. Otros estudios encontraron que la administración de EPO no logra reducir el tamaño del infarto en ovejas y cerdos. No obstante, según los investigadores, sólo existe un estudio acerca de los efectos de la EPO sobre el tamaño del infarto en conejos en el que la EPO administrada en forma sistémica resultó eficaz para reducir el tamaño del infarto, pero no para mejorar la función cardíaca. En cambio, en el presente estudio, la EPO subcutánea no redujo el tamaño del infarto. Sin embargo, el parche con EPO, que tiene una dosis equivalente a un quinto de la dosis total administrada en forma sistémica, logró una reducción significativa.

Se observó que el parche con EPO liberó el fármaco en forma continua durante los primeros 14 días. Es destacable el significativo aumento en los niveles de EPO que tuvo lugar 24 horas después de aplicado el parche. No se observó incremento en los valores de EPO séricos y no se indujo eritropoyesis. Los autores arriban a la conclusión de que un parche de hidrogel con EPO aplicado sobre el corazón libera el fármaco en forma eficaz y selectiva sobre su superficie.

De los análisis tipo western-blot realizados se desprende que la aplicación de un parche con EPO produce un aumento de la expresión cardíaca de los AARE y de otras moléculas que intervienen en la cascada de señales que se inicia en el citado receptor, como STAT, Akt y ERK. Este aumento no se observó en los animales que recibieron EPO subcutánea, lo que sugiere que la EPO liberada desde el parche estimuló a los receptores de EPO y generó la cascada de señales posterior.

El tamaño del infarto mostró una reducción de su tamaño en el grupo que recibió el parche con EPO con respecto a los otros grupos, pero esa reducción se volvió significativa recién a partir de los 14 días. Para los autores, esto refleja que la reducción del infarto no es un efecto agudo de la EPO sobre el corazón, sino un efecto subagudo que tiene lugar durante los primeros 14 días posteriores al infarto.

Considerando los mecanismos por los cuales se produce la reducción del infarto, se observó una importante fosforilación de moléculas como Stat3, Akt y ERK en el miocardio isquémico a los 2 días de ocurrido el infarto. En células hematopoyéticas, las señales provenientes del receptor de EPO pueden estimular diferentes vías de señalización, como PI3K/Akt, JAK/STAT y ERK/MAPK, con distintos papeles en la prevención de la apoptosis y en el preacondicionamiento isquémico. Stat3, Akt y ERK son señales prosupervivencia y pueden contribuir a los efectos cardioprotectores.

En el curso del estudio, los autores también confirmaron la capacidad de los parches con EPO de inducir la neoangiogénesis, en la que los receptores de EPO y las señales que desencadenan desempeñan un papel preponderante, al provocar una regulación por aumento de moléculas VEGF y su receptor. Este sistema estimula la angiogénesis y el reclutamiento de células progenitoras endoteliales y células proangiogénicas derivadas de la médula ósea. También observaron el aumento en la expresión de proteínas antiapoptosis, como Bcl-2.

Una de las limitaciones del estudio consiste en que el parche de hidrogel con EPO necesita ser colocado sobre la superficie cardíaca luego del infarto, lo que impide que esta intervención pueda utilizarse en la práctica para el tratamiento luego de un IAM. Sin embargo, podría aplicarse en pacientes con isquemia miocárdica grave en los que se lleve a cabo una cirugía de revascularización miocárdica y utilizar los parches como un tratamiento suplementario.

Según los autores, la EPO administrada en forma de parches, y no en forma sistémica, es eficaz para reducir el tamaño del infarto y mejorar la función ventricular, sin efectos colaterales como la eritropoyesis, mediante la activación de mediadores prosupervivencia como Stat3, Akt, ERK, GSK-3 beta y Bcl-2, y efectos antifibróticos y angiogénicos por la activación de MMP-1 y VEGF.

Especialidad: Bibliografía - Cardiología