¡Calma! Cómo se controlan los vasos sanguíneos
Vasos de la retina de un ratón en los que los niveles de S-2-hidroxiglutarato aumentan selectivamente en el endotelio. Vasos sanguíneos (azul), núcleos de células endoteliales en división (amarillo), células endoteliales en reposo (verde), otras células en división (rojo). Crédito: BIH/Michael Potente
La superficie interna de los vasos sanguíneos está revestida por una fina capa de células conocida como endotelio, que forma una barrera crucial entre la sangre y el tejido circundante. La estructura celular de una sola capa promueve el intercambio de oxígeno y nutrientes, al mismo tiempo que previene la fuga incontrolada de componentes sanguíneos. Solo cuando aumentan las necesidades metabólicas del tejido circundante, por ejemplo, durante el crecimiento, la cicatrización de heridas o el desarrollo de tumores, las células endoteliales abandonan esta asociación celular estable para dividirse y formar nuevos vasos sanguíneos. Las señales que desencadenan esta activación han sido minuciosamente estudiadas. Sin embargo, antes se sabía poco acerca de cómo las células endoteliales mantienen su estado de reposo estable. Esto es lo que los científicos del Instituto de Salud de Berlín (BIH) en Charit han investigado ahora junto con un equipo internacional de investigadores. Han publicado sus hallazgos en la revista Nature Cell Biology.
Michael Potente es cardiólogo e investigador de vasos sanguíneos. Llegó al BIH desde el Instituto Max Planck para la Investigación del Corazón y los Pulmones hace solo unos meses, y ahora se está mudando a su nuevo laboratorio en el edificio Kthe Beutler recientemente inaugurado en el Campus Berlin Buch. Allí realizará investigaciones en el Centro de Biomedicina Vascular de BIH & MDC. «Incluso en estos tiempos turbulentos, hemos estado trabajando intensamente en nuestro principal proyecto para comprender mejor los vasos sanguíneos», explica el profesor de Biomedicina Vascular. «Los vasos sanguíneos están en todas partes del cuerpo y también juegan un papel clave en muchas enfermedades».
Normalmente, los vasos sanguíneos en el cuerpo adulto se encuentran en un estado de reposo estable. Solo en raras ocasiones brotan nuevos capilares vasculares, por ejemplo, durante el ciclo menstrual femenino, la cicatrización de heridas o durante procesos patológicos como el crecimiento de tumores. Las señales que estimulan la división de las células endoteliales son ampliamente conocidas. «En cambio, queríamos entender qué es lo que mantiene a las células endoteliales en un estado latente, también conocido como quiescencia», dice Michael Potente.
Los científicos de su equipo ya tenían una buena idea de dónde buscar: «Hay factores que impiden las células proliferen. Uno de esos factores es FOXO1, que controla la transcripción de la información genética en las células; si desactivamos FOXO1 en las células endoteliales, esto conduce a un crecimiento excesivo de los vasos sanguíneos. Por el contrario, podemos detener la formación de vasos sanguíneos activando específicamente este factor . Queríamos averiguar cómo exactamente FOXO1 hace esto», explica Jorge Andrade, uno de los tres autores principales del artículo.
¿S-2-hidroxiglutarato como «factor calmante endotelial»?
Para ello, los científicos transfirieron una forma continuamente activa de FOXO1 a las células endoteliales. Esto provocó que las células endoteliales dejaran de dividirse y permanecieran en un estado de inactividad. Para descubrir cómo FOXO1 hace esto, los investigadores investigaron el metabolismo de las células. Para ello, aislaron todos los productos metabólicos de las células, también conocidos como metabolitos. “En este proceso, vimos que la concentración de 2-hidroxiglutarato, en particular, aumentó debido a FOXO1. Este metabolito ya se ha vuelto muy conocido en la medicina del cáncer”, informa Ana Costa, otra autora principal del artículo. Sin embargo, los investigadores encontraron que esta es una forma especial de 2-hidroxiglutarato llamada S-2-hidroxiglutarato. «Esta variante difiere en estructura y función del metabolito producido en algunas células cancerosas», dice Costa.
Para confirmar el papel del S-2-hidroxiglutarato como un posible «factor calmante endotelial», los científicos realizaron más experimentos en células endoteliales. Agregaron la sustancia a las células endoteliales normales en varias concentraciones y durante diferentes períodos de tiempo. «Observamos que el S-2-hidroxiglutarato por sí solo es capaz de mantener las células endoteliales en un estado de reposo», explica Chenyue Shi, el tercer autor principal del artículo. Investigaciones posteriores demostraron que el S-2-hidroxiglutarato ejerce su efecto al controlar la transcripción de los genes que controlan el crecimiento. En modelos de ratones, el metabolito también impidió el crecimiento de nuevos vasos, pero no tuvo efectos negativos en los vasos sanguíneos existentes. Cuando los científicos eliminaron el S-2-hidroxiglutarato, las células endoteliales recuperaron su capacidad para formar nuevos vasos sanguíneos.
Influencia específica en los vasos sanguíneos
«Especialmente dado el hecho de que ‘demasiados’ o ‘muy pocos’ nuevos vasos sanguíneos desempeñan un papel en muchas enfermedades, es de enorme importancia para nosotros comprender mejor los mecanismos básicos que subyacen a estos procesos», así resume Potente los resultados. «Nuestro objetivo a largo plazo es poder influir terapéuticamente en el desarrollo y la función de los vasos sanguíneos de manera específica y, si es posible, sin efectos secundarios. Nos hemos acercado un paso más a este objetivo con nuestro trabajo».
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La ausencia del factor de transcripción desencadena el crecimiento de vasos sanguíneos Más información: Jorge Andrade et al, Control of endothelial quiescence by FOXO-regulated metabolites, Nature Cell Biology (2021). DOI: 10.1038/s41556-021-00637-6 Información de la revista: Nature Cell Biology
Proporcionado por BIH en Charit Cita: ¡Mantén la calma! Cómo se mantienen bajo control los vasos sanguíneos (2021, 15 de abril) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-calm-blood-vessels.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.