Pérdida vs secuestro de Calcio por el retículo sarcoplasmático (RS) en la prevención de arritmias y daño miocárdico por isquemia y reperfusión (I/R)

CELY-ORTIZ, DIANA CATALINA ALEJANDRA; CIOCCI-PARDO, ALEJANDRO; DI CARLO, MARIANO NAHUEL; MAZZOCCHI, GABRIELA; FELICE, JUAN IGNACIO; MOSCA, SUSANA; PORTIANSKY, ENRIQUE LEO; SAID, MATILDE; MATTIAZZI, RAMONA ALICIA; VALVERDE, CARLOS ALFREDO

La Plata

Jornada; Jornadas de Investigación de la Facultad de Ciencias Médicas UNLP 2018; 2018

Facultad de Ciencias Médicas, UNLP

Introducción: Las arritmias disparadas porcalcio (Ca2+) constituyen una de las formas principales de arritmiasmortales en patologías como la insuficiencia cardíaca (IC) y en eventosisquémicos seguidos de reperfusión (I/R). Este tipo de arritmias ocurre debidoa una pérdida anormal de Ca2+ por los canales liberadores de Ca2+(RyR2) del RS que puede producirse por sobrecarga de Ca2+ del RS y/oalteración de los RyR2. La pérdida de Ca2+ se esparce a sucesivosRyR2, generando una onda de Ca2+ que se propaga por el citosol. ElCa2+ es extruido de la célula a través del intercambiador Na+/Ca2+,que despolariza la membrana celular por introducir un exceso de cargaspositivas a la célula. Si esta despolarización llega al umbral deexcitabilidad, origina un potencial de acción y en consecuencia un latidoectópico. Por otra parte, la pérdida de Ca2+ por el RyR2 puedeproducir sobrecarga de Ca2+ mitocondrial, debido a la íntimaasociación entre el RS y las mitocondrias, que se asocia a muerte celular (Ver Figura).Trabajos de nuestro y otros laboratorios, han demostrado que la pérdida de Ca2+por fosforilación del RyR2 por la quinasa dependiente de Ca2+ ycalmodulina (CaMKII) en el sitio 2814, está asociada a las arritmias y lamuerte celular tanto en la I/R como en la IC. En cambio, el rol del aumento delsecuestro de Ca2+ en dichas patologías, es controvertido. Elconocimiento del efecto del aumento del secuestro de Ca2+ es muy importanteya que si bien ha sido propuesto como terapéutica para mejorar lacontractilidad en la IC (actualmente sujeto a ensayos clínicos), dichotratamiento tiene un potencial impacto negativo, ya que podría facilitar lapérdida de Ca2+ por el RS, las arritmias y el daño miocárdico. Objetivos: Usando un modelo de I/R,evaluamos la hipótesis que un aumentodel secuestro de Ca2+ es capaz de disminuir las arritmias dereperfusión y la muerte celular asociadas al aumento en la fosforilación del residuo2814 del RyR2. Materiales y métodos:Se realizaron estudios in vivo, encorazones perfundidos y miocitos aislados de ratones a. silvestres, b. conaumento en la perdida de Ca2+ del RS por mutación del residuoSer2814 del RyR2 a Asp (S2814D), c. con el residuo Ser2814 mutado a Ala ypor lo tanto con menor pérdida de Ca2+ (S2814A), d. con aumentodel secuestro de Ca2+ por ablación de fosfolamban -proteína queinhibe a la bomba de Ca2+ del RS- (PLNKO), y e. ratonesresultantes de la cruza de PLNKO con S2814D (SDKO) y S2814A (SAKO).Se evaluaron arritmias (ECG), estructura y función cardíaca (ETT), tamaño deinfarto (TTC) sometidos a un protocolo de I/R (15/30 min), Ca2+intracelular en el corazón intacto por microscopía confocal y funciónmitocondrial. Los datos expresados como media ± SEM, se evaluaron con el testStudent para muestras no apareadas o el test de ANOVA seguido del post hoc testde Tukey. Una diferencia de P<0.05 se consideró significativa. Resultados: En estado basal loscorazones de los diferentes grupos fueron estructuralmente normales y nopresentaron arritmias. Durante la I/R, las arritmias de reperfusión, fueronabundantes en WT y S2814D y disminuyeron significativamente en S2814A y por laablación de PLN en SDKO. En contraste, el infarto de miocardio aumentó en PLNKOy SDKO vs. WT y S2814D (Ej: 18.89±3.21% y 5.36±1.49%, en SDKO y WT), perodisminuyó en S2814A y SAKO vs. WT (Ej: 7.71±3.60% en SAKO). Mecanísticamente,el aumento del secuestro de Ca2+ evocado por ablación de PLN encorazones SDKO previno los eventos arritmogénicos por fragmentación yconversión de las ondas de Ca2+ responsables de las arritmias eneventos no propagables (mini-ondas). Por otra parte dicho aumento exacerbósignificativamente la pérdida de Ca2+ por el RS y la disfunciónmitocondrial en PLNKO y SDKO vs. WT, pero redujo ambas significativamente en S2814Ay en SAKO (Ej. 0.95±0.03 UA y 1.04±0.12 UA, para hinchamiento mitocondrial;-143.20±2.28mV vs. -136.65±1.51mV de potencial de membrana mitocondrial, en SAKOy WT). Conclusiones: Los resultadosdemuestran que: 1. El aumento del secuestro de Ca2+ asociado al incrementoen la fosforilación del residuo Ser2814 del RyR2 exacerba la muerte celular poraumentar la pérdida de Ca2+ y alterar la función mitocondrial(SDKO). Sin embargo, el daño miocárdico se previene cuando se impide dichafosforilación (SAKO). 2. El aumento del secuestro de Ca2+ previenelas arritmias, por impedir la propagación de las ondas arritmogénicas. Losresultados indican que la pérdida de Ca2+ por el RyR2 es másimportante que el aumento del secuestro y carga de Ca2+ del RS en laproducción de daño miocárdico y enfatizan la importancia de los RyR2 comoblanco terapéutico en el daño miocárdico por I/R. El aumento del secuestro deCa2+ puede resultar útil en patologías tales como la IC, ya queaumenta la contractilidad y aborta las ondas arritmogénicas.