La Hormona Liberadora de Tirotrofina (TRH) en el tejido cardíaco.

GARCIA , SILVIA INES; SCHUMAN, MARIANO LUIS

Hipertensión Arterial, Epidemiología, Fisiología, Fisiopatología, Diagnostico y Terapeutica

Inter-Medica S.A.I.C.I.

Año: 2013; p. 138 - 141

La Hormona Liberadora de Tirotrofina (TRH) en el tejido cardíaco. Plabras claves: TRH, corazón, hipertrofia, fibrosis, roedores Silvia Inés García, PhD y Mariano Luis Schuman, PhD. Cardiología Molecular, Instituto de Investigaciones Médicas “Alfredo Lanari”, Facultad de Medicina, UBA;  IDIM-CONICET. Contacto: Silvia I García, PhD Investigadora Conicet Cardiología Molecular Instituto de Investigaciones Medicas "A. Lanari" IDIM-CONICET Combatientes de Malvinas 3150 Capital Federal (1427) Argentina - Fax: 4523-8947 - Tel: 4514-8701 / 04 int 167. email: garcia.silvia@lanari.fmed.uba.ar email alternativo: garcia.silvia@conicet.gov.ar   Abreviaturas: TRH: Hormona Liberadora de Tirotrofina SHR: Rata Espontáneamente Hipertensa WKY: Wistar Kyoto SNC: sistema nervioso central     La  hormona liberadora de tirotrofina, TRH, es un tripéptido (p-Glu-His-Pro-NH2) inicialmente identificado en el hipotalamo  y luego en gran parte del SNC y en tejidos extra neurales como intestino, páncreas y próstata (1). En la actualidad se han descripto numerosas acciones de la TRH tanto centrales como periféricas  independientes de la producción de hormonas tiroideas. La presencia de un sistema de TRH localizado en el núcleo paraventricular y preóptico del hipotálamo sugirió un rol directo en la fisiología cardiovascular, así se ha demostrado que la TRH participa de la regulación de la presión arterial en roedores (2). Durante la década del 90 se ha identificado al sistema de la TRH en el corazón. A diferencia del sistema TRH hipotalámico, el sistema de TRH cardiaco es estimulado por los glucocorticoides y por testosterona y por el contrario no se ve afectado por cambios en los niveles de la hormona T3.  Años mas tarde, el grupo de Hasegawa describe un efecto inotropico de la TRH sobre el miocardio sugiriendo que este efecto podria ser mediado por un aumento en la corriente de calcio (3). Luego el trabajo de Socci  y col. demuestran que la TRH modula la contractilidad cardiaca en experimentos utilizando corazón aislado de rata involucrando al receptor de la TRH (4). Tiempo mas tarde estos resultados son confirmados “in vivo” en experimentos con perros e “in vitro” utilizando miocitos en cultivo (5). Con el advenimiento de las técnicas de microarrays de DNA, Jin y col identificaron  al gen del precursor de la TRH (preproTRH) como uno de los genes inducidos en el ventrículo izquierdo en ratas con falla cardíaca a las 8 semanas después de provocado el infarto de miocardio. Estos resultados ubicaron al sistema de la TRH cardiaco en la larga lista de sistemas que participan de la fisiología cardiaca, a pesar de que hasta la fecha el rol de la TRH cardiaca permanece incierto.   A pesar de que la administración  de TRH exógena en dosis farmacológicas ha ayudado a identificar los potenciales efectos de la TRH, la investigación acerca de su función endógena a través de sus receptores específicos en el tejido cardíaco ha sido dificultosa por la falta de antagonistas comerciales.   Las ratas SHR utilizadas como un buen modelo de la hipertensión esencial del humano, presentan una progresión gradual hacia la hipertrofia miocárdica, con marcada fibrosis, disfunción del ventrículo izquierdo y falla cardiaca. La hipertensión  en estas ratas, aparece alrededor de las 8 semanas de vida y luego se establece induciendo una marcada  hipertrofia cardiaca en la adultez con falla cardiaca alrededor de las 24 semanas de edad acompañada por una significativa inducción en la expresión de los genes  que codifican a  los componentes de la matriz extracelular. Asociado a la alteración  en la expresión de genes  se observa una marcada fibrosis que conlleva a una disfunción del ventrículo izquierdo. Fue utilizando este modelo que estudiamos la expresión del sistema de la TRH (precursor (mRNA), peptido y su receptor específico) a dos edades que representan el estado normal del ventrículo  (7 semanas) y cuando ya se observa una marcada hipertrofia del ventrículo izquierdo (18 semanas). A favor de los resultados obtenidos con microarrays, observamos, una inducción de más de 10 veces de la expresión del precursor de TRH acompañada de un significativo aumento en la expresión del receptor específico y del tripeptido en el ventrículo izquierdo hipertrofiado del grupo de 18 semanas, sin observar cambios en el resto de los tejidos cardiacos. Así, hipotetizamos  que la TRH es promotora del daño cardiaco y  que su inhibición podría ser capaz de prevenir la hipertrofia ventricular izquierda en las SHR. La metodología que utilizamos fue la inyección intracardíaca (bajo ecógrafo en el animal anestesiado) de RNA de interferencia contra TRH o un RNA de interferencia control (scrambled)  diseñados utilizando un software comercial cada dos semanas  hasta el final del experimento (8 semanas). Como era de esperar el tratamiento que normalizó  la expresión y el contenido de TRH en los animales de 18 semanas de edad,   no produjo cambios en la presión arterial y sin embargo, a pesar de la elevada carga de trabajo, normalizo el índice de hipertrofia (peso corazón/peso corporal), previno la hipertrofia de los miocitos y la fibrosis del ventrículo izquierdo además de atenuar la expresión de uno de los marcadores de hipertrofia, el péptido natriurético B (6). El mencionado estudio demuestra la eficiente prevención de la hipertrofia cardiaca, en un modelo de hipertrofia cardiaca con inhibición de TRH mediante RNA de interferencia y da surgimiento a nuevos interrogantes. La inhibición de TRH con la consecuente prevención  de hipertrofia cardiaca, aun en presencia de hipertensión severa es beneficiosa o por el contrario acrecentara un mayor riesgo de desarrollar una falla cardiaca mas severa ? De acuerdo a la ley de Laplace, un aumento en el grosor de la pared del ventrículo izquierdo intentaría compensar la carga de trabajo y hasta podría pensarse como adaptativa, por ende su inhibición desencadenaría un aumento de la severidad de la falla cardiaca, especulación que debería ser probada con un experimento más prolongado. Por otro lado,  este mismo experimento muestra que la hipertrofia y fibrosis pueden ser prevenidas mediante la inhibición del sistema de la TRH cardiaco, independientemente de la carga de trabajo  implicando mecanismos específicos del tejido, autócrinos y/o paracrinos, regulables por la TRH cardiaca lo que sugiere que solo cambios hemodinámicos no son suficientes en el desarrollo de hipertrofia cardiaca.   El modelo de la rata espontáneamente hipertensa ha sido estudiado extensamente y así se han demostrado diversas alteraciones en los sistemas renina angiotensina, endotelinas, simpático, entre otros, que contribuyen a las afecciones cardiovasculares y cardiacas que presentan estos animales. Basados en estas observaciones nos preguntamos si la sobreexpresión de TRH cardiaca podría inducir el fenotipo del ventrículo hipertrofiado en una rata por lo demás normal como las ratas de la cepa Wistar. Siguiendo ese objetivo, utilizamos el modelo de sobreexpresión de TRH cardiaca en la rata Wistar macho de 8 semanas de edad, mediante inyección intracardíaca de un plásmido desnudo eucariota que incluye el cDNA del precursor de la TRH de rata bajo el promotor fuerte del citomegalovirus (PCMV-TRH) usando como control la inyección del plásmido sin el cDNA de TRH (PCMV-Con) y luego de 4 semanas evaluamos distintos marcadores de fibrosis e hipertrofia entre ambos grupos. La maniobra mostró ser eficiente ya que se observó un aumento significativo de  la expresión del precursor de TRH, su receptor específico y del  peptido en el grupo tratado con el PCMV-TRH respecto al grupo control. Mas aún y a favor de nuestra hipótesis, la sobreexpresión de TRH, única alteración en este modelo, se vio acompañada por un aumento significativo de reconocidos marcadores de hipertrofia como el BNP y el ANP. Asimismo este grupo presento un aumento significativo de la expresión de βMHC y colageno tipo III que fueron confirmados por estudios de histología e  inmunohistoquimica en los cuales se observo un aumento del diámetro de los miocitos  y un aumento de la expresión de componentes de la matriz extracelular solo en el grupo con sobreexpresion de TRH. Estos resultados comparados con la estrategia anterior (inhibición de TRH en la SHR), demuestran que la maniobra de sobreexpresión exógena de TRH no alcanzó el incremento de TRH observado en las SHR el cual fue de alrededor de 10 veces, sin embargo a pesar de que la maniobra de sobreexpresion en las ratas Wistar solo incrementó la expresión de TRH 2.5 veces respecto el grupo control, este aumento fue capaz de disparar a los marcadores de hipertrofia, así como inducir a los fibroblastos en la expresión de componentes de la matriz extracelular. Basados en estos datos podemos especular que si la sobreexpresion se hubiera mantenido en el tiempo (mediante adenovirus o lentivirus), talvez hubiéramos alcanzado un fenotipo más marcado. Aun así, pudimos demostrar por primera vez que sólo el aumento de TRH en el ventrículo induce el fenotipo de hipertrofia en una rata normal.   Durante el desarrollo de la falla cardiaca  se han demostrado numerosos cambios respecto a marcadores de hipertrofia, colágenos, componentes de la matriz extracelular, metaloproteasas , etc. La angiotensina II  y el TGF-β1 han sido descriptos como reguladores de muchos de estos cambios, mas aún, AII induce la expresión y secreción de TGF-β1 en fibroblastos cardiacos y recientemente se ha descripto que un aumento de  TGF-β1 antecede a la inducción de colágeno I y III. En base a estos datos decidimos evaluar en estos grupos la expresión de ambos genes  angiotensinógeno y TGF-β1.  Sorprendentemente no observamos diferencias en ninguno de los dos genes entre ambos grupos de animales, indicando que el efecto inducido por  TRH no activaría río abajo a la vía  angiotensina II- TGF-β1 así,  la hipertrofia mediada por TRH podría involucrar nuevas vías abriendo posibilidades de nuevos blancos en la enfermedad cardiaca.   En los últimos años se ha demostrado en el sistema nervioso, en áreas extrahipotalámicas que participan de la regulación cardiovascular,  que la leptina (hormona liberada por el adipocito) a través de su receptor específico, induce la expresión de TRH, de hecho ratas obesas hiperleptinemicas poseen un aumento de TRH extrahipotalámica (7). Recientemente se han descripto receptores de leptina en corazón (8), abriendo la posibilidad de que este mecanismo de aumento de TRH inducido por leptina  estuviera involucrado en los defectos cardíacos observados en los neonatos de ratas obesas hiperleptinemicas  en los cuales se ha observado una marcada fibrosis e hipertrofia (9). Futuras investigaciones serán necesarias para abordar la posible interacción de la TRH cardiaca con el sistema leptinérgico.   Los resultados de ambas estrategias utilizadas nos avalan a proponer que  en situaciones en las cuales el sistema de la TRH cardiaco esta hiperactivado, su inhibición seria protectora para el corazón.   Finalmente aparece un último interrogante a discutir, es el aumento e hiperactividad del sistema de la TRH cardiaco un paso importante para la predisposición del desarrollo de hipertrofia cardíaca ?   A favor podríamos mencionar que ambos tipos de receptores específicos de TRH (tipo 1 y tipo 2) poseen similar afinidad por su ligando y siguen la vía trasduccional mediada por la familia de proteínas G y fosfolipasa C. Es bien conocida que la vía de las  proteínas G es central en la hipertrofia miocárdica, mas aun, receptores aclopados tambien a la proteina G como el ά1 adrenérgico, el AT1 y el ETa actúan sobre la misma induciendo de hipertrofia y proliferación  de fibroblastos. Observaciones de otros grupos indicarían que los fibroblastos son la fuente más importante de TRH, aunque en nuestro grupo hemos observado la presencia del precursor de TRH en cultivo de cardiomiocitos de ratas neonatos también aunque en mucha menor cantidad que lo observada en fibroblastos. Basados en que se ha demostrado la presencia de receptores específicos de TRH en los fibroblastos sumado a que la inhibición de TRH previene la acumulación de estas células en el corazón, podríamos especular acerca del efecto de la TRH sobre el crecimiento de los fibroblastos cardiacos por mecanismos autócrinos y/o parácrinos. Asimismo, dado que la TRH actúa sobre la regulación de la función del miocito, la TRH liberada principalmente desde los fibroblastos podría contribuir al cross-talk entre miocitos y fibroblastos durante el desarrollo de hipertrofia cardiaca. Es bien conocido que en el desarrollo de hipertrofia cardiaca hay numerosos sistema involucrados, aun así el disbalance del calcio  ha sido descripto como una importante vía común al desarrollo de esta patología, de hecho múltiples vías que estimulan la proliferación celular que incluyen PKC, MAP kinasas, quinasas dependientes de la vía Ca/calmodulina, etc. son activadas por TRH (10).  Así, la TRH actuando a través de su receptor específico activaría el calcio intracelular en cardiomiocitos y fibroblastos alterando la homeostasis del calcio contribuyendo al desarrollo de la hipertrofia cardiaca.   Finalmente estos hallazgos  permiten ubicar al sistema de la TRH cardiaco como un sistema involucrado en el desarrollo de hipertrofia, el cual puede ser efectivamente bloqueado por oligonucleótidos iRNA específicos previniendo el desarrollo de hipertrofia  y fibrosis en el corazón de roedores frente a una hipertensión marcada y estable comparable a la esencial.