Una investigación muestra cómo eleva el riesgo de padecer trombosis el exceso de azúcar en la sangre

Descubrimientos de científicos brasileños vinculados a un centro que cuenta con el apoyo por la FAPESP pueden desembocar en estrategias tendientes a prevenir las enfermedades cardiovasculares relacionadas con la diabetes

Agência FAPESP* – Un estudio realizado en el Centro de Investigaciones de Procesos Rédox en Biomedicina (Redoxoma) ayuda a entender de qué manera el exceso de azúcar en la sangre (hiperglucemia) –una de las manifestaciones de la diabetes– puede provocar trombosis. Estos hallazgos, publicados en el Journal of Thrombosis and Haemostasis, podrán orientar el desarrollo de estrategias tendientes prevenir la disfunción cardiovascular en personas diabéticas.

“La principal causa de muerte en la población brasileña y en la de varios otros países latinoamericanos la constituyen los eventos isquémicos, tales como como los infartos y los accidentes cerebrovasculares [ACV], con las trombosis arteriales como eventos causales iniciales. Estas enfermedades cardiovasculares pueden surgir debido a una serie de factores de riesgo, tales como la hiperglucemia, la dislipidemia y la hipertensión. Entre éstos, la hiperglucemia parece estar asociada de modo muy importante a las enfermedades cardiovasculares”, afirma Renato Simões Gaspar, autor principal del artículo.

Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo de la FAPESP durante el posdoctorado de Simões Gaspar, bajo la supervisión de Francisco Laurindo, docente de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (FM-USP), en Brasil, e integrante del Redoxoma, un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP con sede en el Instituto de Química de la USP (IQ-USP). Actualmente, Simões Gaspar es docente de la Universidad de Campinas (Unicamp).

Tal como lo explican los autores del trabajo, las condiciones de hiperglucemia prolongada, como la cetoacidosis diabética, están asociadas al aumento del riesgo de padecer trombosis porque provocan disfunción endotelial (alteraciones en el tejido que reviste internamente los vasos sanguíneos), al promover la adherencia de las plaquetas y la formación de coágulos sanguíneos (trombos).

Los investigadores demostraron que en la hiperglucemia la proteína disulfuro isomerasa A1 periepicelular (pecPDI) endotelial regula la interacción entre las plaquetas y el endotelio a través de proteínas relacionadas con la adherencia y mediante alteraciones en la biofísica de la membrana endotelial.

“Demostramos la existencia una vía de la PDI en las células endoteliales que es mediadora de la trombosis en la diabetes en condiciones de hiperglucemia, lo que comprende un mecanismo molecular específico que quedó así identificado”, comenta Laurindo.

La PDI es una enzima del retículo endoplasmático cuya función clásica consiste en catalizar la inserción de puentes disulfuros en las proteínas nacientes para que estas se plieguen de manera correcta, o, en otras palabras, para que la cadena de aminoácidos se pliegue y forme la estructura tridimensional que vuelve a las moléculas funcionales. También está presente en el medio extracelular, como un pool secretado o unido a la superficie celular (la pecPDI) en diversos tipos de células, incluidas las plaquetas y las células endoteliales. Distintos estudios han demostrado que la pecPDI regula la trombosis en diversos modelos.

Modificaciones bioquímicas y biofísicas

Para investigar la relación de las plaquetas con el endotelio en la hiperglucemia, los científicos diseñaron un modelo con células endoteliales de la vena umbilical humana cultivadas en distintas concentraciones de glucosa. Generaron de este modo células normoglucémicas, con niveles normales de glucosa, y hiperglucémicas, con exceso de glucosa. El aporte de la proteína disulfuro isomerasa A1 (PDI) se evaluó mediante el empleo de inhibidores de PDI de células enteras o de pecPDI.

De entrada, se incubaron las células con plaquetas extraídas de personas sanas. En las células hiperglucémicas, las plaquetas se adhirieron casi tres veces más que en las normoglucémicas. Como la inhibición de la PDI anuló ese efecto, los investigadores arribaron a la conclusión de que este proceso es regulado por la pecPDI del endotelio.

Para entender mejor este resultado, los estudiosos investigaron procesos biofísicos como el remodelado del citoesqueleto de las células endoteliales y detectaron que las células hiperglucémicas poseían fibras de filamentos de actina mejor estructuradas que las células no hiperglucémicas. Los científicos también midieron la producción de peróxido de hidrógeno (un compuesto oxidante), pues ciertas especies reactivas de oxígeno son mediadoras de la reorganización del citoesqueleto y de la adherencia celular. En este caso, las células hiperglucémicas generaron dos veces más peróxido de hidrógeno que las normoglucémicas.

La etapa siguiente consistió en investigar si la reorganización del citoesqueleto generaba efectos sobre la rigidez de las membranas celulares, pues las plaquetas tienden a adherirse a las superficies más rígidas. Mediante la aplicación de microscopía de fuerza atómica, comprobaron que las células hiperglucémicas eran más rígidas que las normoglucémicas.

Las imágenes obtenidas en el microscopio también mostraron la formación de prolongaciones de las células, con vesículas extracelulares que parecían separarse de las mismas. Esta observación llevó a los científicos a investigar el conjunto de proteínas que las células secretan, el denominado secretoma, para saber si estaban liberando proteínas que pudieran intensificar la adherencia plaquetaria. “La idea de este experimento consistía en detectar proteínas que estarían exclusivamente expresadas o presentes en las células hiperglucémicas, y no en las células de control o en las tratadas con los inhibidores de la PDI”, explica Simões Gaspar.

En el secretoma hallaron 947 proteínas, de las cuales seleccionaron ocho con papeles en la adherencia celular. Y luego disminuyeron la expresión génica de tres de esas proteínas mediante la utilización de una herramienta de ARN de interferencia y arribaron a dos proteínas, SLC3A2 y LAMC1, como moduladoras de la adherencia plaquetaria. SLC3A2 es una proteína que aparece unida a la membrana y LAMC1 es la subunidad gamma de la laminina, un componente clave de la matriz extracelular.

La conclusión a la que arribaron los investigadores indicó que la exposición a la hiperglucemia indujo la secreción de proteínas específicas relacionadas con la adherencia y que la inhibición de la PDI y de la pecPDI impidió que las células endoteliales secretasen esas proteínas.

Puede leerse el artículo intitulado Endothelial protein disulfide isomerase A1 enhances membrane stiffness and platelet-endothelium interaction in hyperglycemia via SLC3A2 and LAMC1 en el siguiente enlace: www.jthjournal.org/article/S1538-7836(24)00445-8/abstract.

* Con información del Redoxoma.