Un equipo de investigación conjunto de la
Facultad de Medicina LKS de la Universidad de Hong Kong y de la Universidad Queen Mary de Londres (Reino Unido) ha descubierto los mecanismos moleculares de cómo los estímulos mecánicos que imitan las condiciones patológicas conducen a la progresión temprana de la aterosclerosis, una de las principales causas de enfermedad vascular en todo el mundo.
Los resultados de la investigación, publicados en la revista científica
'Science Advances', aportan nuevos conocimientos sobre la vía mecanosensible de la célula muscular lisa vascular durante la fase inicial de la aterosclerosis.
Cambio fenotípico de las células musculares lisas vasculares.
Los principales factores de riesgo de la aterosclerosis son los
cambios de las propiedades mecánicas de la pared arterial asociados al envejecimiento y la hipertensión.
El cambio fenotípico, la proliferación y la apoptosis de las células musculares lisas vasculares dan lugar al engrosamiento de la íntima y marcan la primera etapa de la aterosclerosis.
Sin embargo, aún se desconocen los mecanismos moleculares por los que la rigidez vascular y los cambios en la presión arterial promueven el
cambio fenotípico de las células musculares lisas vasculares.
Aplicando el enfoque proteómico y de microscopía, el equipo de investigación descubrió que la combinación de la estimulación cíclica de la presión hipertensiva y la conformidad de la matriz en el microambiente extracelular es necesaria para dar lugar a un cambio fenotípico completo de la célula muscular lisa vascular, incluyendo cambios significativos en la expresión de proteínas asociadas a la aterosclerosis, la organización del citoesqueleto y la formación del podosoma. El cambio fenotípico mediado por estímulos mecánicos se confirma en células musculares lisas vasculares de rata, ratón, bovino y humano.
El principio subyacente de la
respuesta mecanosensible está orquestado por la cofilina, una proteína del citoesqueleto que regula la nucleación de la actina. Se sabe que el estado de desfosforilación, más que la expresión, es el factor clave para regular las actividades de la cofilina.
Aquí, el equipo de investigación identificó las vías mecano-biológicas que modulan la fosforilación de la cofilina en las células del músculo liso vascular. En concreto, los estímulos de presión inician la activación de la honda dependiente del calcio que desfosforila la cofilina, mientras que la reducción de la rigidez del sustrato suprime la cascada de señales de RhoA-ROCK2-LIMK2 y
frena la fosforilación de la cofilina.
En conjunto, una mayor presión y un sustrato más blando provocan la disminución de la fosforilación de la cofilina, promueven la nucleación de la actina y aceleran la naturaleza oscilatoria del podosoma. La formación del podosoma oscilatorio rápido, que es el acontecimiento característico del cambio fenotípico de las células musculares lisas vasculares, eleva la degradación de la matriz y la desorganización del microambiente vascular, y da lugar a la progresión temprana de la aterosclerosis.
'Nuestros hallazgos ponen de manifiesto
el papel del microambiente extracelular y los mecanismos subyacentes de detección de la presión y la rigidez que intervienen en la progresión de la aterosclerosis. Mientras que el ejercicio regular y la dieta equilibrada pueden prevenir o ralentizar eficazmente la progresión de la aterosclerosis, la cofilina podría ser un objetivo potencial para mitigar la aterosclerosis en su fase inicial, lo que abriría el camino a nuevas oportunidades terapéuticas', afirma el doctor Yu Cheng-han, uno de los principales investigadores del estudio.
