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El receptor nuclear NOR-1 en el remodelado cardiovascular: análisis de mecanismos fisiopatológicos y validación de nuevos modelos animales de utilidad preclínica

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Universitat de Barcelona. Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació

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[spa] Actualmente no se dispone de fármacos eficaces ni de modelos animales adecuados para estudiar el aneurisma de la aorta abdominal (AAA) ni la hipertrofia cardiaca, patologías con una elevada morbi-mortalidad. La expresión del  receptor nuclear NOR-1 es elevada en el miocardio y aumenta en la aorta de pacientes con AAA. Animales modificados genéticamente para este receptor podrían ser útiles para estudiar los mecanismos de estas enfermedades y para realizar ensayos preclínicos de potenciales terapias. Estudios ecocardiográficos de nuestro grupo habían mostrado que la angiotensina II (AngII) induce dilatación aórtica tanto en un ratón que sobreexpresa NOR-1 humano (hNOR-1) preferentemente en la pared vascular y el miocardio (TgNOR-1) como en el que la expresión de hNOR-1 se dirige células musculares (TgNOR1CMLV). También se observó que los ratones TgNOR-1 desarrollan hipertrofia cardíaca en respuesta a sobrecarga de presión, y que ambos podrían ser útiles como modelos preclínicos ya que la doxiciclina prevenía la formación de aneurismas inducidos por AngII. 
En el presente trabajo  hemos profundizado en los mecanismos celulares y moleculares por los que la transgénesis de NOR-1 predispone a la formación de AAA. En respuesta a AngII en la pared vascular de los animales transgénicos se producen más roturas de fibras elásticas y un mayor aumento de la actividad MMP, del infiltrado inflamatorio y del estrés oxidativo que en los animales control. En estos animales la doxiciclina previno la formación de aneurismas inducidos por AngII a través de la reducción del remodelado vascular, la actividad MMP, la inflamación y el estrés oxidativo. El análisis del patrón de expresión diferencial en respuesta a AngII en la aorta abdominal de ratones TgNOR1CMLV y controles mediante microarrays identificó 1512 genes regulados diferencialmente y el análisis de vías (GSEA; Gene Set Enrichment Analysis) determinó la regulación diferencial de procesos biológicos, relacionados con inflamación, ciclo celular, citoesqueleto, diferenciación de célula muscular y activación simpática. Confirmamos que en respuesta a la AngII la transgénesis de NOR-1 se asocia a la inducción de genes implicados en la síntesis y transporte de catecolaminas, entre ellos la tirosina hidroxilasa (TH), enzima limitante de esta vía. Su expresión se incrementó de manera significativa en el AAA humano en el que la TH se localiza no sólo en las terminaciones nerviosas, sino también en células inflamatorias y en menor medida en CMLV. Un perfil similar se detectó en el ratón TgNOR1CMLV y en el modelo clásico de AAA (ratón deficiente en apolipoproteína E (ApoE-/-) infundido con AngII). Destacar que la inhibición específica de la TH mediante α-Metil-DL-tirosina (AMPT), previno el desarrollo de AAA en ambos modelos reduciendo el remodelado vascular, la inflamación y el estrés oxidativo. Por tanto, se propone a la TH como una nueva diana farmacológica en el AAA.
En relación con la hipertrofia cardíaca. Los cardiomiocitos de los ratones TgNOR-1 son de mayor tamaño que los controles y cuando se estimulan eléctricamente experimentan mayor acortamiento que éstos. A su vez, la transgénesis de NOR-1 en cardiofibroblastos aumentó la expresión de marcadores del cambio fenotípico fibroblasto/miofibroblasto. Estos animales presentaban un agravamiento de la hipertrofia cardiaca asociada a la edad sin alteración de la función sistólica. Análogamente, confirmamos la mayor predisposición de los ratones transgénicos a la hipertrofia cardiaca inducida por AngII, con una hipertrofia concéntrica más acentuada que los ratones control, un aumento compensatorio de la función sistólica y una exacerbada respuesta inflamatoria y fibrótica. De hecho, la sobreexpresión de NOR-1 incrementó la deposición y el entrecruzamiento de las fibras de colágeno y la expresión de marcadores fibróticos, como la lisil oxidasa like 2 (LOXL2). Asimismo, la transgénesis de NOR-1 potenció la inducción de  marcadores de hipertrofia cardíaca causada por la AngII. Nuestros resultados indican que en los ratones transgénicos existe una mayor expresión basal de Myh7 y de Loxl2 y mediante ensayos de actividad transcripcional demostramos que NOR-1 regula directamente la expresión de estos genes. Estos resultados sugieren que NOR-1 está implicado en el complejo programa transcripcional que lleva a la hipertrofia hipertensiva.

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Tesis Doctorals - Facultat - Farmàcia i Ciències de l'Alimentació

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El receptor nuclear NOR-1 en el remodelado cardiovascular: análisis de mecanismos fisiopatológicos y validación de nuevos modelos animales de utilidad preclínica