Estudio de la expresión de canales rectificadores de potasio en células musculares y endoteliales de arterias pulmonares de pacientes con Hipertensión Arterial Pulmonar

Abstract

[ES] La hipertensión arterial pulmonar (HAP) es una enfermedad poco común, crónica y progresiva que afecta al sistema vascular, caracterizada por una vasoconstricción sostenida y disfunción endotelial en las arterias pulmonares, lo que conduce a una proliferación celular excesiva, trombosis e inflamación, y finalmente a la remodelación de los vasos pulmonares. Los canales de potasio (K+) desempeñan un papel crucial en la regulación del potencial de membrana de las células musculares y endoteliales de las arterias pulmonares, lo que a su vez controla la apertura de los canales de Ca2+, determinando así el diámetro de las arterias pulmonares. La alteración en la actividad de los canales K+ es considerada una característica distintiva de la HAP. En este Trabajo de Fin de Grado se abordan dos tipos de canales de potasio. Por un lado, los canales de potasio de rectificación interna (KIR2), activados por un aumento en el K+ extracelular y bloqueados por concentraciones micromolares de Ba2+. Por otro lado, los canales de potasio sensibles a ATP (KATP), que se activan con compuestos sintéticos como el pinacidil o altas concentraciones de ADP intracelular y se inhiben con fármacos como glibenclamida o por altas concentraciones de ATP intracelular. Estudios recientes muestran que posibles mutaciones en los genes que codifican para estos canales podrían estar relacionadas con la HAP. Sin embargo, aún no se han realizado estudios electrofisiológicos que confirmen la expresión funcional de los canales KIR2 y KATP en células vasculares pulmonares en personas sanas, y si la funcionalidad de estos canales varía con la HAP. Algunos estudios, utilizando bases de datos de transcriptómica, han investigado la expresión de estos canales iónicos en células vasculares de pacientes con HAP. La falta de investigación sobre este tema ha incentivado a la realización de este trabajo, cuyo objetivo es analizar la expresión de los canales en células musculares y endoteliales de las arterias pulmonares de pacientes con HAP. Para ello, se llevaron a cabo estudios de electrofisiología en células musculares y endoteliales de arterias pulmonares, un análisis transcriptómico de los genes que codifican para estos canales de K+ y un análisis de la expresión proteica de estos canales mediante Western blot en muestras de pulmón de pacientes con HAP.

[EN] Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare, chronic, and progressive vascular disease characterized by sustained vasoconstriction and endothelial dysfunction in the pulmonary arteries, leading to exaggerated cell proliferation, thrombosis, and inflammation, ultimately resulting in remodeling of the pulmonary vessels. Potassium (K+) channels play a crucial role in regulating the membrane potential of pulmonary vascular cells, thereby controlling the opening of Ca2+ channels, and thus determining the diameter of pulmonary arteries. Alterations in K+ channels activity are considered a distinctive feature of PAH. This Final Degree Project addresses two types of potassium channels, the inwardly rectifying potassium channels (KIR2), activated by increased extracellular K+ and blocked by micromolar concentrations of Ba2+, and ATP-sensitive potassium channels (KATP), which are activated by synthetic compounds such as pinacidil or by high concentrations of ADP and inhibited by drugs such as glibenclamide or by high concentrations of ATP. Recent studies revealed possible mutations in the genes encoding these channels related to PAH. However, electrophysiological studies confirming the functional expression of KIR2 and KATP channels in pulmonary vascular cells in healthy individuals, as well as whether the functionality of these channels varies with PAH, are limited. Some studies, using transcriptomic databases, have investigated the expression of these channels in vascular cells of patients with PAH. The lack of research on this topic has encouraged us to perform this study, aimed at analyzing the expression of these channels in vascular cells from pulmonary arteries of patients with PAH. To this end, electrophysiology studies were conducted in freshly isolated smooth muscle and endothelial cells from pulmonary arteries, a transcriptomic analysis of the genes encoding for these K+ channels was performed, and the protein expression analysis of these channels was analyzed by Western blot in lung samples from patients with PAH.