Estudio de la vía Insulina/NF-kB/VCAM-1 en la protección del cardiomiocito isquémico

Abstract

Las enfermedades cardiovasculares corresponden a la principal causa de muerte. En un corazón normal, insulina promueve incorporación de glucosa y su utilización estimulando la glicolisis, y estimulando la síntesis de proteínas. Por otro lado, durante isquemia/reperfusión, insulina promueve cardioprotección. Sin embargo, todos los estudios se han enfocado en estudiar el rol de insulina durante la reperfusión; por lo tanto, los efectos de esta hormona son desconocidos durante la isquemia. Además, antecedentes sugieren que el factor transcripcional NF-κB podría ser protector durante isquemia. NF-κB, controla una variedad de procesos antiapoptóticos, inflamatorios y de adhesión celular, entre otros. Una proteína controlada tanto por insulina como por NF-κB, en células endoteliales, es VCAM-1. Esta proteína es importante para el desarrollo del corazón y la diferenciación muscular. Por lo tanto, se estudiaron el rol de NF-κB y VCAM-1 y su regulación por insulina en el cardiomiocito isquémico. Para probar esto, cardiomiocitos neonatos fueron sometidos a isquemia simulada (IS) por 8 horas en ausencia o presencia de insulina 10 nM en combinación de diferentes tratamientos (inhibición de AKT mediante AKTi VIII, inhibición de NF-κB por BAY 11-7082 y reducción de VCAM-1 por siRNA). Los efectos protectores de insulina fueron evaluados mediante conteo celular, actividad LDH presente en el medio, fragmentación del DNA. Insulina protegió frente a isquemia, disminuyendo la necrosis y apoptosis durante IS. La presencia de los inhibidores AKTi VIII y BAY 11-7082 redujeron los efectos protectores de insulina. El silenciamiento de VCAM-1 también inhibió los efectos protectores de insulina en IS. Además, el silenciamiento de VCAM-1 resultó en aumento en la activación de AKT durante IS y menos respuesta frente la presencia de insulina. Estos resultados sugieren que insulina reduce la necrosis de los cardiomiocitos a través de la activación de AKT y NF-κB. Más aún, VCAM-1 estaría regulando este rol protector de insulina durante IS a través de la regulación de AKT. Estos hallazgos aportan a clarificar el rol protector de insulina durante isquemia, y su posible utilización durante cirugías y trasplante de corazón. Finalmente, estos resultados dejan a la luz un nuevo rol de VCAM-1 en la señalización de insulina y apoyan la idea que activación de AKT no siempre es sinónimo de cardioprotección

In Chile and worldwide cardiovascular diseases are the major causes of death. In the normal heart, insulin promotes glucose uptake and its utilization via glycolysis, regulates long-chain fatty acid uptake and protein synthesis. On the other hand, during ischemia/reperfusion, insulin promotes cardioprotection. Nevertheless, all studies have focused on insulin effects during reperfusion. Moreover, the transcription factor NF-κB seems to be protective against ischemia. VCAM-1 is a protein regulated by both insulin and NF-κB. Therefore, we explored the cardioprotective action of insulin and the role of AKT, NF-κB and VCAM-1 on the protective role of this hormone during ischemia. To test this, cultured neonatal rat cardiomyocytes were exposed to simulated ischemia by 8 hours in the absence or presence of insulin in combination with different treatments (AKT inhibition by AKTi VIII, NF-κB inhibition by BAY 11-7082 and VCAM-1 reduction by siRNA transfection). Cytoprotective effects of insulin were measured by cell count, LDH release and DNA. We found that insulin protected against simulated ischemia. Moreover, insulin protected cardiomyocytes from simulated ischemia by reducing necrotic cell death. Protective effects of insulin were dependent of AKT and NFκB. Additionally, silence of VCAM-1 inhibited insulin protection against simulated ischemia. We found that VCAM-1 silencing resulted in an AKT overactivation and less insulin response. These results show that insulin reduces ischemia-induced cardiomyocyte necrosis through an AKT and NF-κB dependent mechanism. Moreover, VCAM-1 regulates this protective role of insulin during ischemia. These novel findings clarify the role of insulin during ischemia and propose a new function of VCAM-1 as an insulin signaling regulator