Implicación de las caveolas en la fisiopatología del infarto agudo de miocardio humano

Abstract

[ES] Las caveolas son invaginaciones lipídicas de 50 a 100 nm que se encuentran en la membrana plasmática de la mayoría de las células de mamíferos y están constituidas fundamentalmente por tres proteínas: caveolina (Cav)-1, 2 y 3. Estas proteínas participan en la regulación de las vías de transducción de señales, los canales iónicos y la homeostasis lipídica y proteica, además de estar involucradas en la inflamación, fibrosis o estrés oxidativo. La gran variedad de mecanismos en los que están implicadas les confiere un carácter cardioprotector. Al estar involucradas en diversas patologías y regular las vías que otorgan protección al corazón, resulta interesante investigar la implicación de las caveolas en el infarto agudo de miocardio (IAM), que es la oclusión trombótica de una arteria coronaria, la cual es rápidamente reperfundida para evitar la muerte excesiva de cardiomiocitos por apoptosis. Por ello, el objetivo de este estudio es comparar la expresión de Cav-1, 2 y 3 en el miocardio humano de pacientes con IAM y en controles, pudiendo comprobar si la condición patológica modula la expresión de las caveolinas.

En muestras de autopsias de humanos se aisló miocardio sano de 4 controles y de la zona peri-infarto de 4 pacientes con IAM con más de 6 meses de evolución. Mediante tinción con hematoxilina-eosina se identificaron las zonas de infarto y las zonas control y mediante inmunohistoquímica se detectó la presencia de Cav-1, 2 y 3. Para cada anticuerpo y en cada muestra se realizaron 5 fotografías en las que se valoró morfométricamente la presencia de las tres proteínas mediante Image-Pro Plus. Estos resultados fueron corroborados mediante inmunofluorecencia.

En el miocardio de pacientes control se observó una expresión constitutiva de las tres isoformas de caveolina. En el estudio de inmunohistoquímica e inmunofluorescencia se detectó que la Cav-2 y 3 se expresaban principalmente en cardiomiocitos, mientras que Cav-1, además de expresarse en células musculares cardiacas, se encontraba en células endoteliales. En el tejido control la Cav-1 y 3 se expresaban en mayor medida que la Cav-2. Al comparar la expresión de las caveolas en zonas peri-infarto de pacientes con IAM y en miocardio control se observó una reducción significativa de la expresión de las tres proteínas mediante inmunohistoquímica. A su vez, pudo apreciarse la disminución de Cav-2 y 3 por inmunofluorescencia. Además, tras el análisis de Cav-1 se observó que se expresaba en mayor medida en cardiomiocitos que en células endoteliales, pero que a diferencia de las células musculares su expresión no se veía disminuida tras el IAM.

En este estudio se ha demostrado que se produce una disminución de la expresión de caveolinas en el IAM. Se requieren más estudios para confirmar el papel cardioprotector que pueden tener las caveolas en el contexto del IAM y su utilización como objetivo terapéutico para proporcionar protección contra la lesión.

[EN] Caveolae are lipid invaginations of 50 to 100 nm that are present in the membrane of most mammalian cells. They are mainly made up of three proteins: caveolin (Cav)-1, 2, and 3 and are involved in signal transduction, ion channels and lipid and protein homeostasis. In addition, caveolae participate in inflammation, fibrosis, and oxidative stress and is proposed to exert a cardioprotective role. Since caveolae are implicated in the pathophysiology of several entities and regulate different signalling pathways to promote cardiac protection, exploring their implication in acute myocardial infarction (AMI) context could be interesting. AMI consists on the thrombotic occlusion of a coronary artery which has to be rapidly reperfused to avoid massive cardiomyocyte apoptosis. Therefore, the objective of this study is to compare the expression of Cav-1, 2 and 3 in the human myocardium of patients with AMI and in controls, in order to elucidate whether caveolae are implicated after AMI.

Myocardial samples from human autopsies of 4 controls and 4 AMI patients with more than 6 months of evolution were isolated. The infarction and control area were identified by haematoxylin-eosin staining. The presence of Cav-1, 2 and 3 was detected by immunochemistry. Afterwards, 5 photographs were taken for each antibody and sample and the presence of each protein was quantified using Image-Pro Plus. These results were also corroborated by immunofluorescence.

A constitutive presence of Cav-1, 2, and 3 was observed in the myocardium of control patients, being Cav-1 and 3 higher expressed than Cav-1. Cav-2 and 3 were mainly found in cardiomyocytes, while Cav-1 was detected not only in cardiac muscle cells but also in endothelial cells. Comparing caveolae expression in peri-infarction area of patients with AMI and in myocardial control, a significant reduction in the expression of the three proteins was observed by immunochemistry. Indeed, the decrease in Cav-2 and 3 could be also detected by immunofluorescence. Lastly, Cav-1 was more expressed in cardiomyocytes than in endothelial cells, but unlike muscle cells, its expression was not diminished after AMI.

In this study, the presence of caveolin was shown to decrease after the AMI. Further studies are needed to confirm the cardioprotective role of caveolae post-AMI and their use as potential therapeutic target.