Efectos moleculares de los productos finales de glicación avanzada en la célula endotelial humana

Resumen

En la diabetes se producen alteraciones que pueden llevar a la pérdida de la función endotelial y a las distintas enfermedades cardiovasculares a través de varios mecanismos moleculares, siendo el estrés oxidativo uno de los más importantes. Durante la diabetes se producen glicaciones no enzimáticas en las proteínas y éstas se han asociado con un aumento del estrés oxidativo. La glicación más abundante en las proteínas son los productos de Amadori, tanto in vitro como in vivo. El aumento de estrés oxidativo vascular puede estar mediado por la NADPH oxidasa, principal productora de especies reactivas del oxígeno (ROS) en los vasos. Así, nuestro objetivo ha sido determinar si los productos de Amadori (albúmina glicada) pueden producir disfunción endotelial, estudiando la producción extra e intracelular de ROS inducida por estos productos, además de las rutas y mecanismos que median estos efectos. En nuestros experimentos, el tratamiento de las células endoteliales de cordón umbilical (HUVEC) con un producto de Amadori, como es la albúmina glicada (gHSA), a bajas concentraciones, aumentó la producción de aniones superóxido extracelularmente de manera dependiente de la concentración a través de la NADPH oxidasa. El aumento de la producción alcanzó un máximo a las 4 horas y se mantuvo al menos hasta las 12 horas. El aumento de ROS también se produjo a nivel intracelular. El incremento en la producción de ROS inducido por la gHSA podría deberse a un incremento en la expresión de las principales subunidades de la NADPH oxidasa en la célula endotelial humana, la Nox4 y la p22phox, observado tanto a nivel del ARN mensajero como de la proteína. La gHSA indujo la activación del NF-kB y ésta lleva al aumento de la expresión de Nox4. La inhibición de las cascadas de fosforilación mediadas por la PI3K o la MEK 1/2 no tuvo efecto en la producción de ROS por las HUVEC. Por otra parte, la inhibición de la AP-1 aumentó la producción de ROS en HUVEC tratadas con la albúmina pero no con la albúmina glicada. El tratamiento con el inhibidor de AP-1 aumentó la expresión de las subunidades de NADPH oxidasa, Nox4 y p22phox, pero disminuyó la expresión de eNOS. El tratamiento con albúmina glicada desacopló la eNOS en las HUVEC y esta acción podría explicar el efecto diferencial en la producción de ROS en presencia del inhibidor de AP-1. Por otra parte, en las HUVEC, la gHSA indujo la expresión de ICAM-1 y VCAM-1, además de tener un papel regulador en la expresión de MCP-1. Estos datos demostraron que la gHSA puede ser un modulador importante de la actividad inflamatoria endotelial y que esta modulación puede ejercerse de forma indirecta, a través de la inducción de respuestas oxidativas. Los resultados de este estudio explican parte de los mecanismos por los que la albúmina glicada, un producto de Amadori, afecta al estrés oxidativo y al estado inflamatorio de la célula endotelial y en consecuencia, puede ser causa de la disfunción endotelial relacionada con la diabetes. Conocer estas rutas de señalización intracelular permitiría saber más sobre como se inicia la disfunción endotelial relacionada con la diabetes y como, en el futuro, se podría avanzar en el tratamiento de estos pacientes.