El factor de crecimiento de hepatocitos protege la barrera endotelial pulmonar contra el estrés oxidativo y la apoptosis dependiente de mitocondrias
El síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) es una condición grave con alta mortalidad y disnea, frecuentemente asociada al daño de las células endoteliales de la microvasculatura pulmonar (CEMP) y la disrupción de la barrera endotelial. Estudios previos destacan el papel protector del factor de crecimiento de hepatocitos (HGF), secretado por células madre mesenquimales de médula ósea, al reducir la apoptosis endotelial. Este estudio explora los mecanismos mediante los cuales el HGF ejerce efectos protectores contra el estrés oxidativo y la apoptosis dependiente de mitocondrias en modelos de disfunción de la barrera endotelial inducida por lipopolisacárido (LPS) y SDRA.
El estudio inicia contextualizando el SDRA y el rol crítico de las CEMP en su patogénesis. Introduce al HGF como agente terapéutico potencial, dada su capacidad para modular la apoptosis endotelial. El enfoque principal es determinar si las vías de señalización de la diana de rapamicina en mamíferos (mTOR) y el transductor de señal y activador de la transcripción 3 (STAT3) están involucradas en los efectos protectores del HGF.
Para ello, se trataron CEMP inducidas con LPS utilizando HGF, junto con inhibidores específicos: rapamicina (para mTOR) y S3I-201 (para STAT3). Además, se realizó silenciamiento génico mediado por lentivirus de los complejos mTORC1 (Raptor) y mTORC2 (Rictor). Se evaluaron niveles de calcio intracelular, producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), potencial de membrana mitocondrial, proliferación celular, apoptosis y proteínas de unión endotelial.
Los resultados demostraron que el HGF protege significativamente el endotelio al suprimir la producción de ROS y la captación de calcio, incrementando el potencial de membrana mitocondrial, los niveles de proteínas mitocondriales (como el complejo I) y la expresión de ARNm anti-apoptóticos (Bcl-2 y Bcl-xL). Además, el HGF aumentó la expresión de proteínas de unión endotelial (VE-cadherina y ocludina), cruciales para la integridad de la barrera.
Notablemente, la inhibición de mTOR con rapamicina y de STAT3 con S3I-201 revirtió los efectos protectores del HGF, aumentando el estrés oxidativo y la apoptosis mitocondrial. Los experimentos de silenciamiento confirmaron que tanto mTORC1 como mTORC2 son esenciales para proteger contra el daño mitocondrial. En un modelo murino de lesión pulmonar aguda (LPA), el HGF mejoró la integridad estructural mitocondrial en el endotelio pulmonar mediante la vía mTOR/STAT3. Microscopía electrónica reveló que la inhibición de estas vías exacerbó el daño mitocondrial en el modelo de LPA.
La discusión resalta la relevancia de la homeostasis del calcio y las ROS en la función mitocondrial y la supervivencia celular. Se enfatiza el rol de mTOR y STAT3 en la integridad mitocondrial y la prevención de apoptosis, con implicaciones terapéuticas para el SDRA y otras condiciones con disfunción endotelial.
En conclusión, el HGF protege la barrera endotelial pulmonar mediante la supresión del estrés oxidativo y la apoptosis dependiente de mitocondrias, a través de la vía mTOR/STAT3. Este efecto se asocia con la regulación de ROS, el potencial de membrana mitocondrial y la expresión de proteínas anti-apoptóticas y de unión celular. Estos hallazgos respaldan el potencial terapéutico del HGF en el manejo del SDRA.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001916