Lesión endotelial como factor común en enfermedades con riesgo cardiovascular asociado. Reversión mediante estrategias terapéuticas
- Autores: Sergi Torramadé Moix
- Directores de la Tesis: Maribel Díaz Ricart (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro Castro Rebollo (presid.), Noelia Vilalta (secret.), Gemma Arderiu (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina e Investigación Traslacional por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
Un número significativo de patologías con distinto origen cursa con daño endotelial y riesgo cardiovascular asociado. Este riesgo es debido, en parte, a sustancias presentes en la sangre y derivadas del daño celular y tisular causado por la propia patología de base o por el tratamiento administrado, que tienen un efecto perjudicial sobre las células endoteliales. Debido a su localización anatómica, el endotelio es la primera barrera que está en contacto con estos elementos y reacciona a su presencia mediante cambios fenotípicos para regular el estado de desequilibrio. No obstante, el potencial del endotelio para responder correctamente a estos estímulos es limitado y, dependiendo de la intensidad y persistencia de los mismos, puede perder su capacidad adaptativa y pasar a ser disfuncional. La disfunción del endotelio se caracteriza por un cambio fenotípico hacia un estado proinflamatorio, protrombótico y de estrés oxidativo, siendo la base del desarrollo del riesgo cardiovascular.
En la actualidad, existen tratamientos eficaces para algunas de estas enfermedades que, además, reducen el riesgo cardiovascular asociado. En el caso de la depresión, por ejemplo, el tratamiento con inhibidores de la recaptación de serotonina (SSRI) permite reducir los eventos cardiovasculares además de mejorar el estado general de los pacientes. No es el caso de otras enfermedades como la renal crónica terminal (ERCT), donde los tratamientos actuales no consiguen minimizar el riesgo cardiovascular que presentan estos pacientes, y por tanto su morbimortalidad sigue siendo más elevada que en la población general. En la ERCT, los tratamientos de diálisis son capaces de eliminar parte de las toxinas urémicas que se generan y no pueden ser excretadas por vía renal. Por contrapartida, este proceso produce la activación de los elementos sanguíneos y del endotelio, con el consiguiente incremento del riesgo cardiovascular para los pacientes. En el caso de la obesidad, también existe un aumento del riesgo cardiovascular asociado, pero en la actualidad no goza de ningún tratamiento específico.
Teniendo en consideración esta información, en la presente tesis doctoral se planteó la hipótesis que la disfunción endotelial observada en patologías de diferente origen podría presentar elementos comunes y, por tanto, dianas terapéuticas compartidas.
Para validar esta hipótesis, los objetivos propuestos fueron: desarrollar un modelo de lesión endotelial macro y microvascular in vitro, caracterizar los cambios fenotípicos del endotelio expuesto a sueros procedentes de pacientes que sufren de diferentes patologías con riesgo cardiovascular asociado y explorar la eficacia de estrategias terapéuticas con un potencial efecto protector del endotelio.
Para la realización de la presente tesis doctoral, se utilizaron diferentes aproximaciones técnicas. Mediante citometría de flujo, se avaluó el número de células endoteliales circulantes (CECs) y de células endoteliales progenitoras (PECs) en sangre. Las técnicas de ELISA permitieron cuantificar niveles de biomarcadores de lesión endotelial solubles en plasma. Técnicas de microscopía combinadas con inmunofluorescencia se utilizaron para analizar cambios en la expresión de marcadores de adhesión en la membrana celular y de proteínas adhesivas en la matriz extracelular del endotelio y la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) en cultivos celulares expuestos a sueros de los pacientes en estudio. Mediante microscopía de fluorescencia se valoró. Para investigar la trombogenicidad de las matrices extracelulares generadas por las células en cultivo expuestas a las distintas condiciones experimentales, se aplicaron técnicas de perfusión de sangre en condiciones reológicas. La evaluación de alteraciones en los mecanismos de señalización intracelular se llevó a cabo a través de electroforesis y transferencia proteica. Adicionalmente, se aplicaron técnicas de análisis proteómico, mediante electroforesis en geles de poliacrilamida en dos dimensiones (2DE-DIGE) y la posterior identificación proteica por espectrometría de masas. Tras identificar las proteínas con expresión diferencial entre las distintas condiciones, se procedió a silenciar su expresión para comprobar su función en el desarrollo de la lesión endotelial.
Los resultados del primer artículo incluido en la presente tesis doctoral, “Endothelial damage in major depression patients is modulated by SSRI treatment, as demonstrated by circulating biomarkers and an in vitro cell model”, permitieron concluir que el modelo de cultivo celular empleado reproduce la disfunción endotelial en pacientes que sufren depresión mayor, indicando que existe inflamación y daño endotelial en el momento del diagnóstico, y que este estado remite tras 24 semanas de tratamiento con un SSRI.
Los resultados del segundo artículo, “Apixaban downregulates endothelial inflammatory and prothrombotic phenotype in an in vitro model of endothelial dysfunction in uremia”, confirmaron que el medio urémico induce disfunción endotelial en el modelo de células cultivadas in vitro e indicaron que esto es debido, en parte, a la presencia de factor Xa (FXa), pues el efecto deletéreo observado se redujo significativamente con el tratamiento con apixabán, un inhibidor específico del FXa.
Los resultados del tercer artículo, “GTPase activating protein SEC23A as potential trigger of endothelial dysfunction associated with obesity”, evidenciaron que el secretoma del tejido adiposo de individuos obesos ejerce un efecto activador sobre el endotelio. En relación a este efecto, se identificaron proteínas expresadas diferencialmente en las células endoteliales expuestas a los medios estudiados. Tras su silenciamiento, mediante RNA de interferencia (siRNA), fue posible comprobar su papel en el desarrollo de daño endotelial en el marco de la obesidad.
Aunque los trabajos incluidos en la presente tesis doctoral tienen la limitación de haberse realizado in vitro, constituyen un precedente para proseguir la investigación con modelos animales. Los resultados de la presente tesis doctoral permiten concluir que es factible reproducir la lesión endotelial presente en diferentes enfermedades mediante el uso de cultivos celulares, que los cambios fenotípicos detectados en células endoteliales en relación a las diferentes patologías exploradas son comunes y, finalmente, que es posible modular la lesión endotelial mediante estrategias terapéuticas específicas teniendo en cuenta la patología de base.
