Apoptosis en el corazón pre-diabético: rol de la pérdida de calcio del retículo sarcoplasmático a través de los canales de rianodina, la relación RS-mitocondria, cambios en la ultraestructura del tejido miocárdico y la expresión alterada de Mfn-2 y GRP75

SOFIA LÓPEZ; ALICIA MATTIAZZI; MARILÉN FEDERICO; MAITE ZAVALLA; JULIETA PALOMEQUE; GUILLERMINA NUOZZI; CELESTE VILLA ABRILLE

La Plata

Jornada; Jornadas de Investigación 2018; 2018

UNLP

Introducción: En resultados previos hemos demostrado que los cardiomiocitos de corazones pre-diabéticos presentanuna alteración en el manejo de calcio, un aumento en las especies reactivas del oxígeno, un aumento de la actividad dela calcio-calmodulina kinasa II (CaMKII), junto con una disfunción mitocondrial y una disminución en la distanciamitocondria-retículo sarcomplasmático (RS), lo que se asocia con apoptosis celular. La comunicación entre el RS y lamitocondria cumple un rol fundamental en situaciones fisiológicas y patológicas. La concentración de calcio (Ca +2 )intramitocondrial está exquisitamente balanceada en un microdominio donde pequeños cambios producen grandesalteraciones, ya que es necesaria para la producción de ATP, pero superado un umbral resulta deletérea,desencadenando la apoptosis celular.La pérdida de calcio a través de los receptores de rianodina (RyR) en el corazón pre-diabético ha sido descripta aunqueno cuantificada, y este hecho podría impactar de manera radical en el tráfico de calcio entre el RS y la mitocondria.La dinámica mitocondrial se encuentra asociado a los niveles de calcio, y por otro lado, la asociación RS-mitocondriapodría estar modulada por proteínas que participan en los movimientos de calcio a través de las organelas, como lamitofusina (Mfn-2), proteína regulada por glucosa (GRP75) y el canal aniónico dependiente de voltaje (VDAC).Nuestra hipótesis es que en los corazones de ratones pre-diabéticos la pérdida de Ca +2 debida a un aumento en laactividad del RyR2, los cambios en la expresión de Mfn-2, GRP75 y VDAC, y la desorganización ultraestructuralpodrían afectar la comunicación RS-mitocondria favoreciendo el tráfico de Ca +2 desencadenando la apoptosis,dependiente de CaMKII.Objetivos: 1-Evaluar la actividad del RyR2 para cuantificar las pérdidas de Ca+2 en el modelo de corazón pre-diabético. 2-Estudiar si se encuentra modificada la expresión de las proteínas mencionadas. 3-Relacionar si estoscambios en el manejo de Ca +2 y la expresión de proteínas se previenen en ratones AC3I, que presentanconstitutivamente un péptido inhibidor de la CaMKII. 4-Evaluar la ultraestructura celular.Materiales y métodos: Se utilizaron ratones C57 (wild type, WT), AC3I (que contienen un péptido inhibidor deCaMKII) y S2814D (que poseen el sitio fosforilable por CaMKII, S2814 del RyR2 mutado a Aspartato, generando unapseudofosforilación constitutiva). Los animales se alimentaron con una dieta control (DC) o una dieta rica en fructosa(DRF). Los corazones se destinaron a ensayos de unión de rianodina tritiada ([ 3 H] Ry), western blot y microscopiaelectrónica de transimisión (MET).Resultados: Los ensayos de unión de [ 3 H] Ry demostraron una actividad máxima significativamente mayor de los RyR2de corazones de ratones WT DRF (Vmax = 47.9±5.3 ftmol/mg proteína) respecto de corazones de animales WT DC(Vmax =33.6±4.2) y AC3I DRF (32.2±5.9). Llamativamente, la Vmax de corazones de ratones S2814D DC (65.8±9.8)no difiere de los WT DRF, indicando que los WT DRF podrían tener una fosforilación similar a los S2814D DC. Porotro lado, la expresión de Mfn-2 se encuentra significativamente aumentada en los ratones pre-diabéticos, tanto en WT(53.6±12.4%) como en AC3I (91.1±21.9%), y GRP75 se incrementó en los WT DRF (38.3±9.7%), pero este efecto seprevino en los ratones AC3I DRF. La expresión de VDAC no se modificó en ninguna condición. Interesantemente,observamos una desorganización de la ultraestructura en los ratones WT DRF respecto de los WT DC.Conclusión: Estos resultados nos permiten concluir que el incremento en las pérdidas de Ca +2 por el RS se producen porun aumento de actividad de los canales de RyR2 consecuencia del aumento de la activación de CaMKII, y elincremento en la expresión de GRP75 y Mfn2 podría favorecer la proximidad entre SR-mitocondria y el tráfico de Ca +2hacia esta última. Por otro lado, la clara desorganización del tejido pre-diabético podría estar vinculada con lasalteraciones observadas.