Remodelación vascular por enzimas proteolíticos y factores vasoactivos en modelos de patología cardiovascular
- Autores: Begoña Lavín Plaza
- Directores de la Tesis: Carlos Zaragoza Sánchez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Egido de los Ríos (presid.), Marta Saura Redondo (secret.), Rene M. Botnar (voc.), Luis Mª Orte Martínez (voc.), Alicia Rodríguez Barbero (voc.)
- Materias:
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- Resumen
- español
La hiperplasia de la neoíntima, es un efecto no deseado que surge ante diversas circunstancias como resultado de la disrupción de la cubierta endotelial de las arterias, incluyendo los procedimientos quirúrgicos encaminados a la restauración del diámetro de la luz de los vasos sanguíneos ocluídos. Como consecuencia de este procedimiento, normalmente se produce de forma mecánica el denudado del endotelio, por lo que el estudio de la génesis y monitorización de estos pacientes después del protocolo quirúrgico son cruciales para aportarles el tratamiento más adecuado y conseguir mejorar su calidad de vida. En modelos murinos, la expresión de la óxido nítrico sintasa endotelial (NOS3) ha sido relacionada con una mejor reendotelización y un significativo descenso en la formación de neoíntima, pero todavía existen lagunas sobre los mecanismos que dirigen este fenómeno. Mediante el uso de un modelo de denudado aórtico en ratón, nosotros hallamos una re-endotelización más lenta y una mayor formación de neoíntima en los animales que carecen de NOS3. Se ha relacionado el crecimiento anormal de la neoíntima con una respuesta inflamatoria descontrolada. A este respecto, constatamos que la ausencia de NOS3 tiene como consecuencia una respuesta inmune frente al denudado endotelial diferente, promoviendo la infiltración y acumulación de macrófagos pro-inflamatorios (M1) frente a los resolutivos (M2) de forma sostenida en el tiempo. Además de este efecto, revelamos que en el ambiente creado en ausencia de óxido nítrico procedente del endotelio, los macrófagos M2, sufren, en gran medida, un proceso de repolarización hacia el estado M1, contribuyendo de esta forma al desequilibrio y mantenimiento de la respuesta inflamatoria. Teniendo en cuenta lo anteriormente descrito, hemos podido detectar en ausencia de NOS3 elevados niveles de las citoquinas y quimiocinas pro-inflamatorias IL-5, IL-6, GM-CSF, MCP1, IFN? y VEGF, lo que explica la repolarización de los macrófagos M2 hacia el fenotipo M1, al ser moléculas directamente implicadas en el reclutamiento y polarización celular hacia el estado pro-inflamatorio. Este ambiente pro-inflamatorio generado contribuye a una mayor proliferación de las células musculares lisas vasculares (VSMC) y a la activación de metaloproteasas de la matriz extracelular (MMPs) como MMP-13, que favorecen significativamente la migración de las VSMC, contribuyendo al desarrollo de hiperplasia de la neoíntima en el vaso dañado. De hecho proponemos a MMP-13 como una de las dianas de NOS3 en el proceso, al observar que en su ausencia, el efecto deletéreo de la falta de NO endotelial se revierte hacia el fenotipo de los animales que si expresan este enzima. Por último y teniendo en cuenta que la monitorización de los pacientes es clave en su tratamiento y recuperación, aportamos un procedimiento de detección no invasiva mediante Resonancia Magnética Nuclear (RMN), evaluando el efecto de una agente de contraste como herramienta para la detección y cuantificación de la regeneración del endotelio dañado. En resumen podemos concluir que la presente tesis doctoral ha contribuido de forma significativa a aclarar a nivel molecular los mecanismos por los que el NO interviene de forma decisiva en la prevención de la hiperplasia de la neoíntima. Asimismo, hemos establecido un protocolo de seguimiento de la evolución del vaso dañado después del procedimiento quirúrgico mediante imagen molecular no invasiva por RMN.
- English
Vascular neointimal hyperplasia is a significant clinical problem. It happens under certain circumstances, including those surgical procedures involved in the reopening of occluded arteries by mechanical stress. Therefore, investigation towards the onset, progression, and monitoring of endothelial regeneration, and prevention of neointima formation, is crucial to provide adequate treatments and to improve life quality in this set of patients. By using animal models of endothelial denudation, we and others found that NOS3 inhibits neointima formation, and prompts a better endothelial recovery, although the precise mechanisms elicited by NO are poorly understood. In NOS3 null mice, we found extensive neointima formation, and a significant delay of endothelial recovery. These mice also exhibited sustained inflammation, showing a significant accumulation of pro-inflammatory M1 macrophages overtime. Likewise, we also found that in the absence of NOS3, resolving M2 macrophages repolarized into M1 pro-inflammatory cells, thereby preserving a sustained pro-inflammatory environment long after the procedure. In order to shed light about the mechanisms elicited by NO, we detected high levels of pro-inflammatory cytokines and chemokines IL-5, IL-6, GM-CSF, MCP1, IFNγ and VEGF, involved in macrophage recruitment and polarization to M1 phenotype in the absence of NOS3. This pro-inflammatory environment contributed to increase the migration and proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMC) and to induce the expression and activation of several matrix metalloproteinases, including MMP-13. We propose MMP-13 as one key target of NOS3 during this process, since lack of MMP-13 does not have any effect on neointima formation, but the neointimal layer of double NOS3/MMP-13 mice was reverted to the phenotype exhibited by NOS3 expressing animals. Finally, and having the relevance of monitoring vascular regeneration in patients, and that non invasively methods have been yet provided, we developed a non invasive molecular imaging MRI procedure with a specific contrast agent to track endothelial regeneration, providing with a brand new tool for future interventions in humans. This doctoral thesis contributes to shed light about the molecular mechanisms by which Nitric Oxide prevents neointimal hyperplasia, and provides with new technical procedures for non invasively follow-up the evolution of endothelial regeneration in damaged vessels by means of molecular Magnetic Resonance Imaging.
- español
