Alteración del Complejo TRPC1-BK en la Arteria Coronaria de Ratas Diabéticas
La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad crónica que conlleva riesgos significativos para la salud humana y puede provocar diversas complicaciones. Entre estas, la enfermedad arterial coronaria es una de las complicaciones más graves en pacientes diabéticos. Evidencias recientes sugieren que la fisiopatología de las enfermedades coronarias diabéticas está estrechamente relacionada con la disfunción de los canales iónicos en las células del músculo liso de las arterias coronarias (CML). Por lo tanto, comprender los mecanismos iónicos subyacentes a la disfunción coronaria diabética es de crucial importancia clínica.
Dos canales iónicos clave en las CML coronarias son los canales de potencial receptor transitorio C (TRPC) y los canales de potasio activados por calcio de gran conductancia (BK). El canal TRPC1, miembro de la familia clásica de canales catiónicos TRP, está ampliamente distribuido en las CML vasculares. La depleción de calcio en el retículo sarcoplásmico induce la apertura de los canales TRPC1, provocando entrada de calcio, despolarización celular y vasoconstricción. El canal BK, también distribuido en las CML vasculares, responde a la despolarización de la membrana o al aumento del calcio citosólico abriéndose, lo que genera hiperpolarización y relajación vascular. Se ha reportado que los canales TRPC1 y BK se asocian físicamente en CML de la aorta de ratas. En este estudio, confirmamos que el TRPC1 y el canal BK forman un complejo en CML coronarias normales. Este complejo regula la entrada de calcio y reduce la actividad del canal BK, alterando la reactividad vascular en arterias coronarias. Estos hallazgos sugieren que la disfunción del complejo TRPC1-BK podría contribuir a enfermedades coronarias y eventos cardiacos adversos en diabetes.
Para investigar esto, se sacrificaron ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina 8 semanas después de desarrollar hiperglucemia. Primero, se evaluó la co-inmunolocalización de TRPC1 y BK en arterias coronarias mediante co-inmunoprecipitación. Experimentos de inmunoblot confirmaron una banda única de la proteína BK-α en los precipitados con anticuerpo anti-TRPC1. Asimismo, se detectó TRPC1 en precipitados con anti-BK-α. La intensidad de las fracciones de inmunoprecipitación fue similar en controles y diabéticos. Experimentos de inmunofluorescencia doble mostraron co-localización de TRPC1 y BK en CML coronarias diabéticas, indicando una asociación física en ambos grupos.
Posteriormente, se examinó la expresión de TRPC1 y BK en arterias coronarias diabéticas. La expresión de proteína y ARNm de TRPC1 aumentó significativamente en diabéticos. La expresión de la subunidad BK-α fue similar entre grupos, mientras que la subunidad BK-β1 disminuyó en diabetes.
Se midieron las concentraciones de calcio citosólico antes y después de incubar con SKF96365, un bloqueante de TRPC1, usando Fura-2/AM. Las CML coronarias se pretrataron con tapsigargina para depletar el calcio del retículo endoplásmico en buffer libre de calcio, induciendo un aumento inicial de calcio intracelular. La aplicación de calcio extracelular activó TRPC1, generando otro incremento. Los Δratios fueron mayores en CML diabéticas vs controles y disminuyeron tras SKF96365 en ambos grupos.
Se registraron corrientes de potasio totales en CML coronarias antes y después de exposición a iberiotoxina (IBTX, 100 nmol/L), bloqueante de BK. Las densidades de corriente sensibles a IBTX disminuyeron en diabéticos. Además, las corrientes activadas por NS1619 (30 mmol/L), agonista de BK, fueron mayores en diabéticos vs controles.
Finalmente, se midió la tensión vascular en presencia de endotelina-1 (ET-1). La contracción inducida por ET-1 no difirió entre grupos. Sin embargo, IBTX indujo mayor contracción en diabéticos. En arterias precontraídas con ET-1, la vasodilatación inducida por NS1619 disminuyó en diabéticos, mientras que la inducida por SKF96365 aumentó. Estos datos confirman que la disfunción vasomotora coronaria diabética está relacionada con el desequilibrio del complejo TRPC1-BK.
En resumen, este estudio demuestra: 1) El TRPC1 y el canal BK forman un complejo en CML coronarias normales y diabéticas; 2) La expresión del complejo se desequilibra en diabetes, con aumento de TRPC1 y disminución de BK-β1; 3) La desregulación de la señalización de calcio y la activación de BK por este complejo causa disfunción coronaria en diabetes. Estos hallazgos indican que el complejo TRPC1-BK es crucial para la función coronaria y su desbalance podría favorecer complicaciones cardiovasculares en diabéticos.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001904