Modulación farmacológica de la disfunción endotelial en la uremia

Abstract

La enfermedad cardiovascular (CV) es la principal causa de muerte de los pacientes con enfermedad renal crónica terminal (ERCT). Es especialmente llamativa la diferencia que existe, con respecto la población general, en el grupo de pacientes más jóvenes, siendo ésta de hasta 50 veces superior. A pesar de las mejoras técnicas implementadas en diálisis o de las estrategias farmacológicas disponibles, no se ha conseguido reducir la mortalidad de origen CV en este grupo de pacientes.

Esta elevada prevalencia de enfermedad CV (en forma de alteraciones microvasculares o macrovasculares -aterosclerosis o arteriosclerosis-) tiene como nexo común la disfunción endotelial (DE), se encuentra agravada en la enfermedad renal crónica (ERC) y se manifiesta presentando un fenotipo proinflamatorio, prooxidante y protrombótico.

Esta Tesis Doctoral (TD) plantea la hipótesis de que es posible mejorar la DE presente en la uremia mediante nuevos enfoques de modulación farmacológica a partir de la identificación de nuevas potenciales dianas terapéuticas.

Los objetivos son: explorar los efectos de la modulación de distintos sistemas antioxidantes-antiinflamatorios, y la posibilidad de intervención sobre los cambios epigenéticos asociados a la exposición crónica de las células endoteliales (CE) al medio urémico.

La metodología se centra en el estudio de los cambios y capacidad de modulación de la DE. Para ello, se ha utilizado un modelo in vitro de cultivo de CE procedentes de venas de cordón umbilical humano (HUVECs), incubadas con suero de pacientes con ERCT en programa de diálisis (diálisis peritoneal o hemodiálisis) y donantes sanos tras la exposición a los distintos compuestos estudiados.

Las técnicas utilizadas en el primer trabajo incluyen: inmunofluorescencia para medir la expresión de ICAM-1, técnicas de fluorescencia para la determinación de la generación de radicales libres de oxígeno (ROS), técnicas de ELISA y Western blot para el estudio de la expresión del factor de transcripción NFкB y de la íva p38MAPK y fl uorimetría para la medición de glutatión (GSH).

Las técnicas utilizadas en el segundo trabajo incluyen: análisis proteómico para detectar proteínas expresadas de manera diferencial; Western blot e inmunofluorescencia para la cuantificación de la histona desacetilasa (HDAC) tipo 1 (HDAC1) y tipo 2 (HDAC2), y de la vía PI3-kinasa/AKT; inmunofluorescencia para medir la expresión de ICAM-1, Toll Like Receptor 4

(TLR4), factor von Willebrand (FvW) y técnicas de fluorescencia para la determinación de la generación de (ROS).

Los resultados del primer trabajo demuestran que la modulación farmacológica de los sistemas antioxidantes, mediante la potenciación de la vía de la glutatión peroxidasa (GPX) inducen una mayor respuesta antioxidante y antiinflamatoria que las estrategias que potencian la vía de la superóxido dismutasa (SOD) o los distintos flavonoides, que obtienen unos resultados parciales.

Los resultados del segundo demuestran que el medio urémico induce cambios en la expresión de proteínas a nivel de las CE. Algunos de estos cambios son revertidos por el fármaco defibrotide (DF), con reconocidas propiedades protectoras del endotelio en otros contextos. De las proteínas sobreexpresadas en las CE expuestas al medio urémico y que son normalizadas por el DF destacamos, por su relevancia biológica, HDAC1 y HDAC2.

El DF, regulando la sobreexpresión de HDAC1 y HDAC2, logra una mejoría del fenotipo proinflamatorio, protrombótico y prooxidante, y una disminución de la actividad de la inmunidad innata, de las CE expuestas al medio urémico.

Así pues, esta TD permite concluir que es posible mejorar la DE presente en la ERC in vitro mediante un abordaje distinto al disponible hasta la fecha, con estrategias que se centren en contrarrestar el entorno prooxidante, así como algunos de los cambios epigenéticos observados en estas CE, abriendo las expectativas de posibles nuevas dianas terapéuticas.

Cardiovascular disease (CV) is the leading cause of death of patients with terminal chronic kidney disease (ERCT). This high prevalence of CV disease (in the form of microvascular or macrovascular alterations - atherosclerosis or arteriosclerosis) has as a common link endothelial dysfunction (ED), is aggravated in chronic kidney disease (CKD) and manifests itself by presenting a proinflammatory, prooxidant and prothrombotic phenotype.

This Doctoral Thesis (TD) hypothesizes that it is possible to improve the ED present in uremia through new pharmacological modulation approaches based on the identification of new potential therapeutic targets.

The objectives are: to explore the effects of the modulation of different antioxidant-anti-inflammatory systems, and the possibility of intervention on epigenetic changes associated with chronic exposure of endothelial cells (EC) to the uremic environment.

he results of the first work show that the pharmacological modulation of antioxidant systems, through the potentiation of the glutathione peroxidase (GPX) pathway, induces a greater antioxidant and anti-inflammatory response than the strategies that enhance the superoxide dismutase (SOD) pathway or the different flavonoids, which obtain partial results.

The results of the second show that the uremic medium induces changes in protein expression at the EC level. Some of these changes are reversed by the drug defibrotide (DF), with recognized endothelial protective properties in other contexts. Of the overexpressed proteins in the EC exposed to the uremic environment and which are normalized by the DF, we highlight, due to their biological relevance, HDAC1 and HDAC2.

The DF, regulating the overexpression of HDAC1 and HDAC2, achieves an improvement of the proinflammatory, prothrombotic and prooxidant phenotype, and a decrease in the activity of innate immunity, of the EC exposed to the uremic environment.

Thus, this TD allows us to conclude that it is possible to improve the ED present in CKD in vitro through a different approach to that available to date, with strategies that focus on counteracting the prooxidant environment, as well as some of the epigenetic changes observed in these CE, opening the expectations of possible new therapeutic targets.