Microvesículas endotelialesMarcadores de daño endotelial y estrés oxidativo en la enfermedad renal crónica

Resumen

La enfermedad renal crónica (ERC) constituye un grave problema de salud por su prevalencia, morbimortalidad, impacto personal y sociosanitario. Tiene una prevalencia creciente, en parte debido a un tradicional infradiagnóstico y al aumento de factores que promueven su progresión como la diabetes mellitus (DM), la obesidad o la hipertensión arterial (HTA) entre otros. La ERC esta llamada a ser la segunda causa de muerte en un futuro próximo en nuestro país. Por todo ello, nuestro sistema de salud tiene como prioridad el prevenir, detectar y frenar la progresión de la ERC, para evitar sus estadios más avanzados que comprometen los objetivos en salud y la propia sostenibilidad del sistema. La ERC y la enfermedad cardiovascular comparten múltiples factores de riesgos clásicos como la diabetes, el tabaquismo, la hipertensión, la hipercolesterolemia y la edad. Pero esto, por sí solo, no explica la elevada tasa de mortalidad de origen cardiovascular que asocia la ERC. Asimismo, existen otros factores de riesgo cardiovascular considerados no tradicionales como son la propia uremia, las alteraciones del metabolismo fósforo-calcio, el aumento del estrés oxidativo, la malnutrición, la hiperhomocisteinemia y la disfunción endotelial e inflamación crónica que podrían explicar esta elevada morbi-mortalidad. El estrés oxidativo, presente en múltiples patologías, es el estado de desequilibrio entre sustancias pro y antioxidantes. Sin embargo, la relación casual entre el estrés oxidativo y la enfermedad cardiovascular en la ERC aún no se ha perfilado en todos sus detalles. En los últimos años, se han propuesto nuevos biomarcadores para estudiar el funcionamiento del endotelio. Todas las células eucariotas pueden liberar microvesículas (MV) que albergan un subconjunto de lípidos de membrana celular y proteínas derivadas de sus células parenterales. Las microvesículas derivadas del endotelio (MVEs) se han descrito como un marcador precoz de disfunción endotelial. Hipótesis: la ERC asocia una elevada morbilidad de origen cardiovascular, que es consecuencia tanto de factores de riesgo convencionales como del estado proinflamatorio propio de la uremia, que generaría una cascada de eventos desembocando en este estado de fragilidad. En los últimos años, ha aumentado el interés en la búsqueda de nuevos biomarcadores que nos puedan ayudar a caracterizar de manera precoz a los pacientes con mayor riesgo. La MVEs se han identificado como un importante biomarcador en patología cardiovascular, por lo que es de interés saber cuales son sus mecanismos de formación y su función a nivel celular, así como conocer su integración con otros marcadores de disfunción endotelial. En la ERC, las MVEs pueden ser simultáneamente un marcador precoz de daño y un agente modulador al funcionar dentro de una red de comunicación intercelular, expresando y transportando diferentes tipos de proteínas y material genético, que puedan activar otros biomarcadores. Por tanto, es importante investigar cual es su comportamiento en los diferentes estadios de ERC, incluyendo el estadio 5D, una vez que hemos resuelto el estado de uremia máximo. Describir la presencia de MVEs en diferentes estadios de ERC y analizar su asociación con otros biomarcadores de disfunción endotelial, como los productos de proteína de oxidación avanzada (AOPP) y el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), así como con parámetros analíticos habituales en el seguimiento de los pacientes con ERC. Analizar el efecto sobre las MVEs en la corrección de la uremia con diálisis y de los fármacos habitualmente empleados en ERC. Para finalizar, estudiar en detalle estos mecanismos evaluando el efecto de las MV del paciente con Nefropatía diabética sobre cultivos celulares endoteliales. Se trata de un estudio observacional y transversal realizado tanto in vitro como in vivo. Para el estudio in vivo se recogieron muestras sanguíneas de 41 pacientes de la consulta de enfermedad renal crónica y 30 pacientes en programa de hemodiálisis crónica (HD), excluyendo a los pacientes con procesos inflamatorios agudos. Para el estudio in vitro utilizamos tres pools de plasma de pacientes con ERC no dependiente de diálisis, con hemodiálisis (Pre / Post) y con diálisis peritoneal. El estudio se engloba dentro de las líneas de investigación de la red pública de investigación renal REDInREN RD12 / 0021 / 0019 y RD16 / 009 / 009 cofinanciada por los proyectos competitivos FIS Instituto de Salud Carlos III; Expedientes: PI14 / 00806 (2015 - 2018) y FIS PI19 / 00240 (2020 - 2022). Hemos detectado un aumento en los niveles de MVEs circulantes en los pacientes con ERC, en comparación con el grupo control (171 MVEs/μl [119,5 - 241] vs 68,5 MVEs/μl [55 - 115], p < 0,001). No hemos objetivado una relación lineal con la pérdida del filtrado glomerular en los diferentes estadios de ERC. Asimismo, no encontramos ninguna asociación con la etiología de la ERC ni con la comorbilidad cardiovascular asociada (cardiopatía isquémica, artropatía periférica e HTA). Otros factores de riesgo cardiovascular convencionales como el tabaco y el alcohol no condicionan diferencias en los niveles de MVEs. Sin embargo, si hemos constatado que los pacientes diabéticos presentan niveles más bajos de MVEs circulantes que los no diabéticos, 228 MVEs/μl [159 - 257] vs 127 MVEs/μl [92,5 – 163,5] p < 0,05. Existe una correlación negativa entre la edad y los niveles de MVEs (test de Spearman p < 0,05). El grupo del 2º tercil > 50 años y 3º tercil >70 años presentan menores niveles de MVE p 0,001 (grupo 1 vs 3 p 0,002 / grupo 2 vs 3 p: < 0,001). Finalmente, las MVEs mantienen una relación lineal con los valores séricos de colesterol total p 0,02. Por otro lado, observamos una tendencia hacia niveles elevados de AOPP en la ERC, pero sin mostrar correlación con las MVEs circulantes. Tampoco existe una correlación lineal entre MVE y VEGF. El tratamiento crónico con hemodiálisis no restaura los valores de las MVEs a la normalidad. Así, los niveles de MVEs en los pacientes en diálisis se mantienen elevados aun más que en los estadios previos de ERC sin diálisis: HD 470 MVEs/μL [60 – 1800] vs ERC 171 MVEs/μl [119,5 - 241], diferencias no significativas. El análisis de los valores MVEs, a lo largo de una sesión de HD, demuestra que este método de corrección de la uremia analizado de forma aislada, tampoco consigue restaurar los niveles de MVEs (Niveles PreHD 375 MVEs/ul [50 - 1500] y niveles PostHD 155 MVEs/ul [40 - 230], test de Friedam p 0,3). Hemos analizado el efecto de los fármacos habituales en la práctica clínica en la población con ERC no diálisis y encontramos que la asociación de estatinas y antiagregantes plaquetarios disminuye significativamente la cantidad de MVEs. Así, los niveles circulantes de MVEs en cada grupo terapéutico se reducen significativamente, frente a la referencia de los no tratados. Aquellos que reciben estatinas tienen 169,5 MVEs/μL [132 – 239,5], antiagregantes plaquetarios 138 MVEs/μL [118 – 161,5] y ambos fármacos 93 MVEs/μL [71 - 120] frente a 230 MVEs/μl [201 - 255] los no tratados, p<0,001 según test Kruskall-Wallis. El efecto de ambos grupos terapéuticos sobre la reducción de los niveles de MVEs parece ser independiente de la reducción de colesterol total sérico (β = - 97,81 IC - 181,8711 a – 13.75). En el estudio in vitro, objetivamos que el plasma de los pacientes con ERC en cualquier estadio inducía un aumento en la expresión de ICAM y VCAM en los cultivos de células HUVEC (p < 0.006) respecto al plasma del grupo control. Las microvesículas no parecen tener efecto sobre VCAM, pero si sobre ICAM en los cultivos celulares, disminuyendo su presencia en todos los grupos. El plasma de los pacientes con ERC en cualquier estadio indujo una menor proliferación celular en los cultivos celulares HUVEC y la presencia de microvesículas acentuaba estos resultados. El plasma de pacientes con ERC indujo un aumento de la tasa de apoptosis en todos los grupos (p 0,05). El plasma de HD tanto Pre como Post fueron los que más tasa de apoptosis indujeron respecto a ERC y diálisis peritoneal (p 0,05). La presencia de microvesículas aumentó esta tasa de apoptosis en todos los grupos salvo en el de DP (p 0,05). Nuestro trabajo describe, por primera vez que los pacientes con ERC presentan niveles elevados de MVEs circulantes, de forma similar a lo descrito en cardiópatas, sin tener una asociación lineal con la activación de VEGF y AOPPs. Dado el elevado riesgo cardiovascular en los pacientes con ERC, resulta de vital importancia la búsqueda de biomarcadores precoces y posibles dianas terapéuticas como las MVEs. En nuestro estudio, vemos como los pacientes con ERC expresan niveles circulantes elevados de MVEs y AOPP como reflejo de una afectación endotelial, sin mantener una relación lineal entre ambos. Tenemos razones para pensar, que esta elevación de MVEs, es un mecanismo compensador que intenta mantener las homeostasis del organismo, a través de una red de comunicación intercelular que activa todos los posibles mediadores implicados en la reparación endotelial. La población diabética ha presentado menor cantidad de MVEs, hallazgos que no concuerda con estudios previos, probablemente debido a fármacos utilizados habitualmente en esta población para reducir el riesgo cardiovascular. Las estatinas y los antiagregantes plaquetarios utilizados en ERC asocian una reducción de los valores de las MVEs circulantes, casi hasta los valores de la población sana. La edad también parece ser un determinante en el número de MVEs. No existe relación de las de MVEs con el VEGF, con los AOPP, ni con otros marcadores de reactante de fase aguda. Este hallazgo sugiere, una vez más, ese papel precoz de estos marcadores, que tal vez interactúan como un equipo de atención de primera llamada a nivel del endotelio. La corrección del estado de uremia con la diálisis, no modifica los niveles de MVEs, incluso los eleva aún más. Esto podría depender de una función renal aún más reducida y de otros múltiples factores como la técnica dialítica, las membranas utilizadas en el filtro o el acceso vascular entre otros. Dada esta enorme variabilidad, no hemos podido encontrar una relación lineal con ninguno de estos factores. Las estatinas y antiagregantes plaquetarios no mantienen su efecto a nivel de las MVEs en los pacientes en HD. Por último, el plasma de los pacientes con enfermedad renal asociada a diabetes induce la proliferación y apoptosis del endotelio activando las moléculas de adhesión, además viéndose influenciados estos mecanismos por la presencia o no de las microvesículas. Son necesarios más estudios que permitan distinguir si las MVEs son propiamente efectores de daño endotelial o simplemente biomarcadores subrogados.