Efecto de TGF-[beta]1 sobre los niveles de los receptores tipo 1 y tipo 2 para angiotensina II en células musculares esqueléticas y músculo esquelético

Abstract

La deposición excesiva de proteínas de matriz extracelular (MEC) se conoce como fibrosis y es una de las características de las enfermedades musculares degenerativas como la distrofia muscular de Duchenne (DMD). En esta enfermedad, la función muscular se pierde cuando las miofibras son reemplazadas por deposición de colágeno y otras proteínas de MEC. Entre los factores que desencadenan la fibrosis muscular se encuentran el Factor de Crecimiento Transformante tipo (TGF- ) y Angiotensina II (Ang II), éste último perteneciente al Sistema Renina-Angiotensina (RAS). Los principales efectos biológicos ejercidos por Ang II están mediados a través de los receptores tipo 1 y tipo 2 para Ang II denominados AT-1 y AT-2. El receptor AT-1 es responsable de mediar los efectos fibróticos dependientes de Ang II mientras que AT-2 participa como inductor de los efectos antifibróticos. En fibrosis de tejidos cardiaco, pulmonar y renal, TGF- 1 aumenta los niveles de AT-1 y AT-2, adicionando mayor complejidad a los mecanismos que regulan la fibrosis. Los efectos de TGF- 1 sobre los niveles de los receptores de Ang II en el músculo esquelético aún no se conocen. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de TGF- 1 sobre los niveles proteicos de los receptores AT-1 y AT-2 en mioblastos C2C12 y en músculo esquelético de ratón. Los resultados que se obtuvieron de los análisis in vitro en células musculares esqueléticas expuestas a TGF-b1, mostraron un aumento en los niveles proteicos de AT-2 de una manera dependiente de la dosis de TGF- 1 con un efecto máximo a las 48 h en paralelo a la inducción de fibrosis determinada por la acumulación de fibronectina y colágeno III. Sin embargo, los niveles proteicos de AT-1 no fueron afectados. Experimentos in vivo de inyección de TGF- 1 a músculo esquelético dañado de ratón, mostraron un aumento en los niveles del receptor AT-2, sin cambios en los niveles del receptor AT-1. Utilizando inhibidores farmacológicos de la actividad quinasa del receptor tipo I de TGF- y de la actividad p38 MAPK se pudo establecer que ambos eran requeridos para el aumento de los niveles proteicos de AT-2 inducido por TGF- 1, sugiriendo que el efecto es directamente mediado por los receptores de TGF- y por la vía MAPK p38. En un modelo murino de la distrofia muscular de Duchenne (ratones mdx), el cual presenta fibrosis y niveles aumentados de TGF- 1, se observó un aumento de los niveles proteicos del receptor AT-2 en diversos músculos esqueléticos comparados a los niveles observados en un ratón normal, sin embargo, los niveles del receptor AT-1 no se observó cambios. Durante la diferenciación de los mioblastos C2C12, proceso en el cual la vía de señalización de TGF- 1 se encuentra disminuida, los niveles proteicos de los receptores AT-1 y AT-2, disminuyó. Estos resultados sugieren que los niveles proteicos de AT-2, y no los de AT-1, son modulados por el factor profibrótico TGF- 1 en células musculares esqueléticas y en músculo esquelético, y que, durante la diferenciación, tanto AT-1 como AT-2 son modulados, sugiriendo así que estos receptores tienen un papel en el desarrollo y fisiopatología de la DMD

The excessive deposition of extracellular matrix (ECM) proteins is known as fibrosis and is a key hallmark of degenerative muscle diseases such as Duchenne muscular dystrophy (DMD). In this disease, muscle function is lost when myofibers are replaced by deposition of collagen and other ECM proteins. Among the factors that triggers muscle fibrosis are Transforming Growth Factor Type beta (TGF- ) and Angiotensin II (Ang II) from the Renin-Angiotensin System (RAS). Ang II exerts its biological effects mainly through two receptors, AT-1 and AT- 2, where AT-1 is responsible for Ang II fibrotic effects and AT-2 mediates antifibrotic effects. In cardiac, pulmonary and renal fibrotic tissues TGF- 1 increases AT-1 and AT-2 levels adding more complexity to the mechanisms that regulate fibrosis. The effects of TGF-b on the AngII receptor levels in skeletal muscle are not know. The aim of this work was to evaluate the effect of TGF- 1on protein levels of AT-1 and AT-2 receptors. The results were determined by western blot assays, and they show that TGF- 1 increases fibronectin and collagen III expression in C2C12 cells. We also determined that AT-2 protein levels were increased in a dose-dependent manner with a maximal effect at 48 h. However, levels of AT-1 remain unchanged. In vivo experiments in a mice damage skeletal muscle model injected with TGF- 1 shown an increase of AT-2 protein level and no changes were observed in AT-1 protein level. TGF- 1-dependent increase of AT-2 is abolished when cells were treated with a specific inhibitor of the TGF- receptor I kinase activity and with an inhibitor of p38 MAPK pathway, suggesting that the effect is directly mediated by TGF- receptors and p38 MAPK pathway. In a murine model of DMD (mdx mice), which presents fibrosis and augmented TGF- 1 levels, AT-1 and AT-2 receptors were evaluated in several muscles, AT-1 levels remain unchanged and AT-2 levels were augmented in dystrophic muscles. However, during differentiation, in which TGF- pathway is downregulated, C2C12 myoblasts, diminished the expression of AT-1 and AT-2 receptors. These results suggest that AT-2 protein levels, and not AT-1 levels, are differentially modulated by the profibrotic factor TGF- 1 in skeletal muscle cells and skeletal muscle, and during differentiation AT-1 and AT-2 are modulated, suggesting that these receptors have a role in the development and physiopathology of DMD.