La metformina mejora la función mitocondrial alterada por lipoproteína de baja densidad oxidada y aumenta la captación de glucosa mediante la vía Akt-AS160 en macrófagos Raw264.7
La incidencia de enfermedad coronaria se duplica aproximadamente en la diabetes tipo 2, representando la principal causa de morbilidad y mortalidad en pacientes diabéticos. En estos pacientes, se observa aterosclerosis acelerada, con la hiperglucemia y la resistencia a la insulina identificadas como los factores de riesgo más relevantes. Sin embargo, ensayos clínicos y metaanálisis han mostrado beneficios limitados del control glucémico intensivo sobre la mortalidad general y cardiovascular. Por ello, se requieren intervenciones farmacológicas dirigidas a mecanismos específicos para modificar el riesgo aumentado de aterosclerosis en diabetes.
Los macrófagos se polarizan hacia diferentes fenotipos según su microambiente. Existen dos clases principales: macrófagos proinflamatorios M1 (activados clásicamente) y antiinflamatorios M2 (activados alternativamente). Estudios revelan que el desequilibrio en esta polarización es clave en enfermedades inmunomediadas, incluyendo la aterosclerosis. En placas ateroscleróticas humanas y murinas, se identifican ambos tipos, con una mayor proporción M1/M2 asociada a inestabilidad de placa. Modelos animales demuestran que el aumento de M1 acelera la formación de placa, mientras que la polarización M2 induce regresión. Esto sugiere que modular la polarización macrófagica podría tener potencial terapéutico.
El metabolismo celular influye críticamente en la polarización. Los macrófagos M1 dependen de glucólisis, mientras que los M2 utilizan oxidación de ácidos grasos y fosforilación oxidativa mitocondrial (OXPHOS). Alteraciones metabólicas modifican directamente el fenotipo inflamatorio: la glucólisis promueve un estado proinflamatorio, mientras que OXPHOS favorece la activación alternativa. Por tanto, regular estas vías metabólicas podría corregir el desbalance en aterosclerosis.
La metformina, fármaco de primera línea en diabetes tipo 2, muestra efectos cardioprotectores en estudios clínicos, aunque sus mecanismos antiaterogénicos siguen sin dilucidarse. Si bien se sabe que regula la función mitocondrial y la actividad de AMPK en células insulinosensibles, su impacto metabólico en macrófagos —células inmunes clave en aterosclerosis— permanece poco explorado. Este estudio evaluó el papel de la metformina en el metabolismo energético de macrófagos y su relación con la polarización fenotípica.
Métodos
Macrófagos murinos Raw264.7 se incubaron con Ox-LDL (50 μg/mL) y metformina (15 mmol/L) durante 24 h. Se cuantificó la transcripción de marcadores M1/M2 (PCR en tiempo real), producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), potencial de membrana mitocondrial (fluorescencia), síntesis de ATP, captación de glucosa y producción de ácido láctico (kits comerciales). La expresión de proteínas relacionadas con fusión/fisión mitocondrial, metabolismo lipídico y señalización de transporte de glucosa se analizó mediante Western blot.
Resultados
La metformina revirtió el fenotipo proinflamatorio inducido por Ox-LDL, aumentando marcadores M2 como IL-10 (0.76 ± 0.04 vs. 0.94 ± 0.01; P = 0.003) y Retnla (0.67 ± 0.08 vs. 1.78 ± 0.34; P = 0.030), sin cambios significativos en marcadores M1 (TNF-α: P = 0.850; IL-6: P = 0.710). Mejoró la función mitocondrial alterada, reduciendo ROS (2.50 ± 0.07 vs. 2.15 ± 0.04; P = 0.040), incrementando el potencial de membrana (0.67 ± 0.05 vs. 0.86 ± 0.05; P = 0.040) y la producción de ATP (0.026 ± 0.001 vs. 0.035 ± 0.003; P = 0.020). Además, aumentó el número de copias de ADN mitocondrial (mt-ND4: 0.42 ± 0.16 vs. 1.04 ± 0.24; P = 0.040) y la expresión de Mfn2 (0.55 ± 0.01 vs. 0.76 ± 0.01; P = 0.002), proteína de fusión mitocondrial.
En metabolismo lipídico, la metformina incrementó la fosforilación de ACC (0.44 ± 0.02 vs. 0.78 ± 0.03; P = 0.002) y la expresión de CPT-1b (0.61 ± 0.00 vs. 0.95 ± 0.01; P < 0.001), favoreciendo la β-oxidación. En metabolismo glucídico, normalizó la captación de glucosa alterada por Ox-LDL (4.78 ± 0.04 vs. 5.47 ± 0.01; P < 0.001), redujo la producción de lactato (8.61 ± 0.67 vs. 6.42 ± 0.06; P = 0.002) y disminuyó la relación lactato/glucosa (1.92 ± 0.15 vs. 1.18 ± 0.01; P < 0.001), indicando un cambio hacia metabolismo oxidativo.
Mecanísticamente, la metformina activó la vía Akt-AS160 en macrófagos expuestos a Ox-LDL, aumentando la fosforilación de Akt (Ser473: 0.47 ± 0.05 vs. 1.02 ± 0.08; P = 0.040) y AS160 (0.51 ± 0.04 vs. 1.03 ± 0.03; P = 0.004), lo que promovió la translocación de GLUT1 a membrana y la captación glucídica. No se observaron efectos significativos sobre AMPK o TBC1D1 en este contexto.
Conclusión
La metformina reprograma el metabolismo de macrófagos expuestos a Ox-LDL hacia un fenotipo antiinflamatorio M2, mejorando la función mitocondrial y modulando la captación de glucosa mediante la vía Akt-AS160. Estos hallazgos revelan un mecanismo terapéutico novedoso para el tratamiento de la aterosclerosis en diabetes.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000333