Fisiopatología de la miocardiopatía dilatada isquémica a través del microRNA-16-5p

• Maria Calderon-Dominguez ^[1] ; Alipio Mangas ^[2] ; Thalía Belmonte ^[1] ; Maribel Quezada-Feijoo ^[3] ; Mónica Ramos ^[3] ; Rocío Toro ^[4]
  1. [1] Instituto de Investigación e Innovación Biomédica de Cádiz (INiBICA), Unidad de Investigación, Hospital Universitario de Puerta del Mar, Universidad de Cádiz, Cádiz, España
  2. [2] Instituto de Investigación e Innovación Biomédica de Cádiz (INiBICA), Unidad de Investigación, Hospital Universitario de Puerta del Mar, Universidad de Cádiz, Cádiz, España; Unidad Clínica de Medicina Interna, Hospital Universitario Puerta del Mar, Cádiz, España; Departamento de Medicina, Facultad de Medicina, Universidad de Cádiz, Cádiz, España
  3. [3] Departamento de Cardiología, Hospital de la Cruz Roja, Universidad Alfonso X, Madrid, España
  4. [4] Instituto de Investigación e Innovación Biomédica de Cádiz (INiBICA), Unidad de Investigación, Hospital Universitario de Puerta del Mar, Universidad de Cádiz, Cádiz, España; Departamento de Medicina, Facultad de Medicina, Universidad de Cádiz, Cádiz, España

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• Localización: Revista española de cardiología, ISSN 0300-8932, Vol. 74, Nº. 9, 2021, págs. 740-749
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Ischemic dilated cardiomyopathy pathophysiology through microRNA-16-5p
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    Introducción y objetivos Los niveles del microRNA-16-5p (miR-16) aumentan en la cardiopatía isquémica y modelos animales de miocardiopatía dilatada isquémica (MCDi) vinculándolo con la apoptosis. Proponemos determinar el papel del miR-16 en la respuesta adaptativa celular asociada al estrés del retículo endoplasmático (RE) y la autofagia en el entorno MCDi.

    Métodos Se cuantificaron los niveles plasmáticos del miR-16 en 168 participantes (n=76 controles, n=60 MCDi y n=32 MCD familiar [portadores de la variante patogénica BAG3]), mediante la Reacción en Cadena de la Polimerasa cuantitativa a Tiempo Real, correlacionándose con las variables clínicas. La influencia de la sobreexpresión del miR-16 se examinó en una línea celular cardiaca humana. Se analizó la apoptosis, viabilidad celular y los niveles de biomarcadores del estrés del RE, daño cardíaco y autofagia.

    Resultados MiR-16 está sobreexpresado en el plasma de MCDi (p=0,039). El modelo de regresión logística multivariante relacionó los niveles de miR-16 con varias variables clínicas de la MCDi (p <0,001). In vitro, la sobrexpresión del miR-16 induce apoptosis (p=0,02), disminuyendo la viabilidad celular (p=0,008). MiR-16 promueve un papel pro-apoptótico del RE mediado por la vía PERK/CHOP. Sin embargo, observamos la inducción de la autofagia por miR-16 (p <0,0001) sin bloquearse, como posible mecanismo citoprotector.

    Conclusiones El miR-16 está específicamente relacionado con la MCDi. En un entorno isquémico, miR-16 induce el estrés del RE promoviendo la inflamación seguida de la autofagia, como respuesta a la homeostasis celular en células cardiacas.

  • English

    Introduction and objectives The expression levels of microRNA-16-5p (miR-16) are upregulated in ischemic cardiomyopathy and in animal models of ischemic dilated cardiomyopathy (iDCM), inducing myocardial apoptosis. We investigated the role of miR-16 in the adaptive cellular response associated with endoplasmic reticulum (ER) stress and autophagy in the apoptotic iDCM environment.

    Methods We quantified the miR-16 plasma levels of 168 participants—76 controls, 60 iDCM patients, and 32 familial DCM patients with the pathogenic variant of BAG3—by quantitative real-time polymerase chain reaction and correlated the levels with patient variables. The effects of intracellular miR-16 overexpression were analyzed in a human cardiac cell line. Apoptosis and cell viability were measured, as well as the levels of markers associated with ER stress, cardiac injury, and autophagy.

    Results Plasma miR-16 levels were upregulated in iDCM patients (P=.039). A multivariate logistic regression model determined the association of miR-16 with iDCM clinical variables (P <.001). In vitro, miR-16 overexpression increased apoptosis (P=.02) and reduced cell viability (P=.008). Furthermore, it induced proapoptotic components of ER stress, based on upregulation of the PERK/CHOP pathway. However, we observed augmentation of autophagic flux (P <.001) without lysosomal blockade by miR-16 as a possible cytoprotective mechanism.

    Conclusions MiR-16 is specifically associated with iDCM. In an ischemic setting, miR-16 activates ER stress and promotes inflammation followed by autophagy in human cardiac cells. Thus, autophagy may be an attempt to maintain cellular homeostasis in response to misfolded/aggregated proteins related to ER stress, prior to apoptosis.