dianas 13(1) > Jiménez-Guirado etal

dianas | Vol 13 Num 1 | marzo 2024 | e202403x013

Nanotecnología aplicada a la resolución de la respuesta inflamatoria mediante la reducción de la infiltración monocitaria en un modelo porcino de isquemia/reperfusión miocárdica.

Beatriz Jiménez-Guirado, Laura Tesoro, Rafael Ramírez-Carracedo, Laura Botana, Ignacio Hernández, Javier Díez-Mata, Nunzio Alcharani, Claudia González-Cucharero, Marta Saura, Jose Luis Zamorano, Carlos Zaragoza

Hospital Universitario Ramón y Cajal.

a. b.jimenezguirado@gmail.com

IX Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2024.
XVIII Simposio de Dianas Terapéuticas.
18 a 22 de marzo, 2024. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Infarto Agudo de Miocardio (IAM); Insuficiencia Cardiaca (IC); receptor de quimiocina tipo 2 (CCR2); monocitos; macrófagos residentes de tejido (TRM); polarización de monocitos; interleucina 10 (IL-10); receptor IL-10 (IL10-R); STAT3; NIL10; Isquemia/Reperfusión (I/R)

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de defunción mundial siendo la más común el infarto agudo de miocardio (IAM). En muchos casos, el empeoramiento de esta patología conduce a la desregulación de la respuesta inflamatoria inicial, lo que resulta en un remodelado cardiaco adverso. En este contexto, el sistema fagocítico nuclear, compuesto por monocitos y macrófagos, desempeña un papel crucial. Recientemente, nuestro equipo de investigación ha desarrollado una nanopartícula (NIL10) conjugada a un análogo de la interleucina 10 (IL-10), capaz de inducir la polarización de macrófagos presentes en el tejido necrótico hacia un estado resolutivo (M2) al unirse de forma específica con el receptor de IL-10 (IL-10R). Su capacidad anti-inflamatoria ha demostrado tener un potente carácter cardioprotector en modelos animales de isquemia-reperfusión (I/R) miocárdica, facilitando una reparación tisular adecuada tras el IAM.
El proceso inflamatorio se ve aumentado debido a la expresión del receptor de quimioquina C-C tipo 2 (CCR2), un marcador celular que permite la infiltración de los monocitos clásicos (CCR2+, CD14+), mientras que los no-clásicos carecen de esta capacidad, presentando un fenotipo anti-inflamatorio (CCR2-, CD16+). Además, este marcador, facilita el seguimiento originario de los macrófagos presentes en el tejido necrótico.
Basándonos en el efecto anti-inflamatorio de NIL10 en los macrófagos, nuestra hipótesis se centra en que NIL10 podría controlar la respuesta inflamatoria inicial a través de la polarización de monocitos clásicos, mediado por IL-10R, favoreciendo un remodelado cardiaco correcto después de la generación del IAM. Por tanto, nuestro objetivo es estudiar el efecto cardioprotector de la modulación del sistema inmune promoviendo la polarización de monocitos a través del uso de nanopartículas dirigidas al IL-10R.
En el presente estudio utilizamos un modelo porcino de isquemia-reperfusión (I/R) miocárdica utilizando un total de 12 animales, divididos en distintos grupos: grupo 1 (animales control), grupo 2 (animales tratados con 1 mg/kg NIL10), grupo 3 (animales tratados con 4x105 de monocitos aislados del grupo 2), grupo 4 (animales tratados con 4x105 de monocitos aislados del grupo 1 incubados in vitro con NIL10) y grupo 5 (animales tratados con 4x105 de monocitos aislados del grupo 1). Los animales fueron tratados de forma intravenosa tras 45 minutos de isquemia, siendo sacrificados 7 días post-IAM. Analizamos la funcionalidad cardiaca mediante ecocardiografía y las poblaciones celulares mediante citometría de flujo. Evaluamos la estructura del tejido mediante estudios histológicos y la expresión de marcadores específicos mediante inmunoblot.
Nuestros resultados demostraron que los animales tratados con NIL10 directa o indirectamente (grupos 2, 3, 4) presentaban una mejora significativa de la funcionalidad cardiaca asociada a nivel histológico con un descenso de inflamación y fibrosis en la región afectada tras 7 días post-IAM, en conjunto, induciendo cardioprotección. Estos mismos grupos (2, 3, 4) presentaron, además, una reducción significativa de la población monocitaria clásica, asociada conjuntamente a una menor presencia de macrófagos CCR2+ en tejido necrótico y con una mayor activación de la ruta IL-10R/STAT3 comparado con los grupos controles (1,5), sin alteraciones en la población linfocitaria T. En definitiva, los tratamientos basados en NIL10 o en monocitos modulados por NIL10, fueron capaces de regular la respuesta inmune innata post-IAM, generando la polarización de monocitos clásicos y su infiltración, sin afectar a la inmunidad adaptativa.
NIL10 es un compuesto protegido por patente internacional que ha demostrado su eficacia en modelos preclínicos, en vías de saltar a ensayos clínicos en un futuro próximo, gracias estudios como el presente proyecto, permitiendo dilucidar su mecanismo de acción en profundidad.

dianas 13(1) > González-Cucharero etal

dianas | Vol 13 Num 1 | marzo 2024 | e202403x011

Nuevo modelo preclínico de insuficiencia tricúspide para la búsqueda de marcadores moleculares y dianas terapéuticas de dilatación auricular y arritmias.

Claudia González-Cucharero, Rafael Ramírez-Carracedo, Laura Tesoro, Laura Botana, Ignacio Hernández, Javier Díez-Mata, Nunzio Alcharani, Beatriz Jiménez-Guirado, José Luis Zamorano, Carlos Zaragoza

Hospital Universitario Ramón y Cajal.

a. claudia311099@gmail.com

IX Congreso de Señalización Celular, SECUAH 2024.
XVIII Simposio de Dianas Terapéuticas.
18 a 22 de marzo, 2024. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.

Palabras clave: Insuficiencia tricuspídea; modelo porcino; conexinas; TGF-β

Resumen

Las enfermedades cardiovasculares suponen la primera causa de muerte en el mundo y, de ellas, las valvulopatías destacan por su elevada incidencia y su implicación en el desarrollo de enfermedades más severas, como la insuficiencia cardiaca o arritmias. La insuficiencia tricuspídea (IT) conlleva el cierre incompleto de la válvula tricúspide, que se encuentra entre la aurícula y ventrículo derechos del corazón. Entre sus consecuencias más frecuentes se encuentran la dilatación auricular y ventricular y el retorno sanguíneo hacia la cavidad cardiaca superior, proceso conocido como regurgitación tricuspídea. Esta alteración supone un daño mecánico en el tejido que, a largo plazo puede causar un remodelado adverso de la matriz extracelular y la aparición de focos ectópicos de corriente eléctrica. En definitiva, puede causar la cronicidad y el desarrollo de patologías mucho más graves, como las arritmias.

El objetivo de nuestro trabajo es diseñar un modelo porcino de IT replicable, poco lesivo, económico y que desarrolle la patología de forma inmediata a fin de acortar los plazos del experimento y mejorar el bienestar animal. Este modelo con alto valor traslacional por sus similitudes fisiológicas, hemodinámicas y electrofisiológicas nos permitirá llevar a cabo estudios preclínicos a nivel experimental en la patología valvular.

La IT se ha generado mediante la implantación percutánea de un filtro de vena cava inferior (IVC) entre la aurícula (AD) y ventrículo derecho (VD) para fijar los velos de la válvula tricúspide y mantenerla permanentemente abierta. Semanalmente se evaluaron parámetros hemodinámicos y ecocardiográficos, como cambios en el flujo sanguíneo, la frecuencia cardiaca (FC) y el área de las cámaras cardiacas, así como alteraciones en el ritmo cardiaco durante 30 (N=2) o 60 días (N=2). Finalmente, los animales fueron sacrificados para extraer muestras de tejido cardiaco y estudiar la expresión de marcadores del sistema de conducción cardiaco, para evaluar posibles alteraciones moleculares o morfológicas de la IT.

Tras la implantación del filtro IVC, se confirmó en todos los animales la generación de la IT, observándose una regurgitación valvular hacia la AD seguida de un aumento significativo de la FC, así como la dilatación de AD y VD. En los animales con IT de 60 días se detectaron alteraciones en el ritmo cardiaco consistentes en taquicardia auricular multifocal y taquicardia ventricular no sostenida.

En el tejido cardiaco de los animales con IT se confirmó la hipertrofia celular y un aumento significativo de la fibrosis en la AD y el nodo sinusal (NS) mediante análisis histológico (hematoxilina-eosina y tricrómico de Masson). Estas alteraciones se correspondieron con un aumento en la expresión y distribución de marcadores del sistema de conducción cardiaca HCN4 y CNTN2 observados por inmunofluorescencia, especialmente en grupos de células de la AD aisladas por fibras de colágeno. En el mismo sentido, se comprobó la sobreexpresión en la AD y NS de las proteínas de uniones GAP CX43 y CX45 en la AD y el NS. Estas uniones son importantes en la conducción eléctrica intercelular y junto con las alteraciones de HCN4 podrían ser el origen de las alteraciones del ritmo cardiaco observadas en el modelo experimental.

Finalmente, se estudió la ruta de TGF-β por su papel regulador de estas proteínas en el tejido cardiaco, donde observamos no solo una correlación positiva entre la expresión de TGF-β y las proteínas de uniones GAP, sino también de sus mediadores SMAD2-3 y SMAD4. Todos estos factores nos pueden indicar que esta ruta puede estar favoreciendo al inicio y la progresión de la patología.

Con respecto a la aplicabilidad de los resultados, consideramos que, debido a la falta de modelos animales, no es posible estudiar las bases moleculares subyacentes a la patología o testar nuevos tratamientos. De ahí la relevancia del modelo porcino de IT que hemos generado, ya que permite describir la firma molecular asociada a la IT.