Resumen de Sex differences in aortic stenosis. A role for the aldosterone/mineralocorticoid receptor axis and its biotarget Galectin-3
- español
En esta tesis doctoral, se ha empleado una cohorte de pacientes con EA severa sometidos a cirugía de reemplazo valvular. El tejido valvular recibido se ha dividido para realizar estudios a nivel histológico, a nivel molecular (ex vivo) y a nivel celular (in vitro). Las técnicas utilizadas son tinciones histológicas e inmunotinciones, inmunofluorescencia, RT-qPCR, western blot, zimografía, Elisa, array de citoquinas y análisis proteómico. En el Capítulo I caracterizamos las diferencias sexuales basales existentes entre pacientes con EA severa con una aproximación histológica y molecular. Así, los hombres presentan un fenotipo más calcificante, inflamatorio, apoptótico y con mayor estrés oxidativo que el de las mujeres, que presentan mayor remodelado matricial. En concreto, las mujeres presentan en sus válvulas mayor colágeno tipo III y metaloproteinasa 1 (MMP-1) con menor inhibidor tisular de metaloproteinasa 2 (TIMP-2), lo que lleva al mayor remodelado. En el Capítulo II, descubrimos que los procesos de angiogénesis y linfangiogénesis son diferentes entre sexos en la EA, teniendo los hombres estos procesos aumentados. Las válvulas de hombres presentan mayor densidad de vasos sanguíneos y linfáticos, acompañado de mayor expresión de factores pro-angiogénicos y pro-linfáticos. Sin embargo, en las mujeres, la angiogénesis parece ser el resultado de la regulación a la baja de los inhibidores fisiológicos angiogénicos. Además, las VICs son una importante fuente de moléculas pro-angiogénicas y linfangiogénicas, especialmente en hombres. En el Capítulo III, exploramos el papel sexo-específico de la vía de Aldosterona/Receptor Mineralocorticoide (Aldo/MR) en la EA. En primer lugar, describimos la expresión del MR en las VAs. De forma destacable, la expresión de MR se asocia de manera robusta a moléculas pro-calcificantes solo en hombres, indicando un comportamiento sexo-dependiente de la Aldosterona vía MR. La Aldo induce en ambos sexos la activación de las VICs, pero aumenta la fibrosis solo en mujeres y la calcificación solo en hombres. Además, la Aldo induce, solo en hombres, el aumento de la molécula de adhesión intercelular (ICAM-1) y osteopontina, sugiriendo un papel de éstas en la calcificación valvular. Finalmente, en el Capítulo IV, ahondamos en el estudio del efecto que tiene la Galectina-3 (Gal-3), diana biológica de la vía Aldo/MR, en las alteraciones moleculares asociadas a la EA. Los análisis proteómicos realizados en las VICs revelaron que Gal-3 estaba sobreexpresada en los hombres. Además, la Gal-3 correlaciona con marcadores de inflamación en VAs de ambos sexos, pero lo hace con marcadores de calcificación y angiogénesis solo con las de hombres. Asimismo, la adición de Gal-3 exógena a la VICs induce la expresión de marcadores de inflamación, osteogénesis y angiogénesis solo en células de hombres. La inhibición farmacológica de la Gal-3 redujo los efectos deletéreos de la Gal-3. Nuestros resultados podrían apoyar el hecho de que la vía Aldo/MR/Gal-3 puede regular el desarrollo de fenotipos específicos de sexo en AS.
- English
In this doctoral thesis, a cohort of patients with severe AS undergoing valve replacement surgery has been used. The AV tissue received was divided for histological, molecular (ex vivo) and cellular (in vitro) studies. The techniques used were histological staining and immunostaining, immunofluorescence, RT-qPCR, western blot, zymography, ELISA, cytokine profiling arrays and proteomic analyses. In Chapter I, we characterized the basal sex differences among patients with AS using histological and molecular approaches. Thus, men exhibited a more calcifying, inflammatory, apoptotic and oxidative stress phenotype than women, who presented more extracellular matrix remodelling. Specifically, women had more collagen type III and metalloproteinase-1 (MMP-1) in their valves with less tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), leading to greater remodelling. In Chapter II, we found that angiogenesis and lymphangiogenesis were different between sexes in AS. Thus, men presented increased angiogenesis and lymphangiogenesis. Male AVs exhibited a higher density of blood and lymphatic vessels, accompanied by a higher expression of pro-angiogenic and prolymphangiogenic factors. However, in women, angiogenesis appeared to be the result of the down-regulation of physiological angiogenic inhibitors. In addition, VICs have been proposed as an important source of pro-angiogenic and lymphangiogenic molecules, especially in men. In Chapter III, we explored the sex-specific role of Aldosterone/Mineralocorticoid Receptor (Aldo/MR) pathway in AS pathogenesis. First, we described that MR was expressed by VICs. Remarkably, MR expression was positively associated with procalcifying molecules only in men, indicating a sex-dependent behaviour of Aldosterone via MR. Aldo induced VIC activation in both sexes, but increased fibrosis only in women and calcification only in men. Moreover, Aldo induced an increase in intercellular adhesion molecule (ICAM-1) and osteopontin only in men, suggesting a role for these molecules in AV calcification. Finally, in Chapter IV, we analyzed the involvement of Galectin-3 (Gal-3), an Aldo/MR biotarget, in molecular alterations associated with AS. Proteomic analyses performed in VICs revealed that Gal-3 was overexpressed in men. In addition, Gal-3 correlated with markers of inflammation in AVs from both sexes, but with markers of calcification and angiogenesis only in men. Furthermore, exogenous Gal-3 induced the expression of markers of inflammation, osteogenesis and angiogenesis only in male VICs. Pharmacological inhibition of Gal-3 reduced the deleterious effects of Gal-3. Our results might support the fact that Aldo/MR/Gal-3 pathway may regulate the development of sex-specific phenotypes in AS.
